Tài liệu Lý thuyết trường điện từ - Luật Coulomb & cường độ điện trường - Nguyễn Công Phương docx

Luật Coulomb & cường độ điện trường• Luật Coulomb Luật Coulomb • Cường độ điện trường • Điện trường của một điện tích khối liên tục • Điện trường của một điện tích đường • Điện trường củ

Trang 1

Nguyễn Công Phương g y g g

Lý thuyết trường điện từ

Luật Coulomb & cường độ điện trường

Trang 2

Nội dung

1 Giới thiệu

2 Giải tích véctơ

3 Luật Coulomb & cường độ điện trường

4 Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive

5 Năng lượng & điện thế

6 Dòng điện & vật dẫn

7 Điện môi & điện dungg

8 Các phương trình Poisson & Laplace

Trang 3

• Luật Coulomb Luật Coulomb

• Cường độ điện trường

• Điện trường của một điện tích khối liên tục

• Điện trường của một điện tích đường

• Điện trường của một điện tích mặt

• Đường sức

Trang 4

Luật Coulomb (1)

• Thực nghiệm của Coulomb:

1 2 2

Q Q

R



– Trong chân không

– Giữa 2 vật rất nhỏ (so với khoảng cách R giữa chúng)

– Q1 & Q2 là điện tích của 2 vật đó

1 4

Trang 5

Luật Coulomb (2)

1 2 2

k 

1 2

2 0

4

Q Q F

Trang 6

x y zR

Trang 7

• Cường độ điện trường

• Đường sức

Trang 8

Cường độ điện trường (1)

• Xét 1 điện tích cố định Q Q11 & 1 điện tích thử Q Q t t

Luật Coulomb & cường độ điện trường 8

– R: véctơ hướng từ điện tích Q tới điểm đang xét

– aR: véctơ đơn vị của R

Trang 9

E  Q a

• Nếu Q ở tâm của hệ toạ độ cầu, tại một điểm trên mặt

2 0



r

– ar : véctơ đơn vị của toạ độ r

• Nếu Q ở tâm của hệ toạ độ Descartes, tại một điểm có

Trang 10

2 0

2 3

-2 -1

Trang 11

• Nếu Q không ở gốc toạ độ: Nếu Q không ở gốc toạ độ: Q R = r – r’ E

Q x’, y’, z’ P(x, y, z)

2 0

Trang 12

• Lực Coulomb có tính tuyến tính → E do 2 điện tích tạo ra bằngự y ệ ạ g

tổng của E do từng điện tích tạo ra:

Trang 13

Trang 14

1

0,60 0,91 3,32 x 3,32 y x y

Trang 15

Trang 16

Trang 17

• Điện trường của một điện tích khối liên tục

• Đường sức

Trang 18

Q    dv

Trang 19

ố z Điện tích khối (2) z = 4 cm

Trang 20

ố z Điện tích khối (3)

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Điện tích khối (6)

• Điện trường tại r do một điện tích khối gây ra?ệ g ạ ộ ệ g y

• Điện trường tại r do một ΔQ tại r’ gây ra:

Trang 24

ố Điện tích khối (7)

• r’: véctơ định vị nguồn điện tích ρ(r’)dv’

• Biến của tích phân này là x’, y’, z’ trong hệ toạ độ

Descartes

Trang 25

• Điện trường của một điện tích đường

• Đường sức

Trang 26

Điện tích đường (1)

• Xét một tia điện tử (trong ống phóng tia catốt) hoặc một ộ ệ ( g g p g ) ặ ộ dây dẫn tích điện có bán kính rất nhỏ

• Nếu

– Các điện tử chuyển động đều, &

– Bỏ qua từ trường sinh ra

• Thì coi tia điện tử/dây dẫn tích điện có một ật độ điệ

• Thì coi tia điện tử/dây dẫn tích điện có một mật độ điện

tích đường ρL (đơn vị C/m)

• Thường xét trong hệ toạ độ trụ tròn Thường xét trong hệ toạ độ trụ tròn

• Nếu dây dài vô hạn thì E của điện tích đường chỉ phụ

thuộc vào ρ

Trang 28

r r

dQ d

r r E

Trang 30

0 2

Trang 31

Mật độ điện tích đường của trục x & y là 5 nC/m đặt trong chân

Ví dụ

Mật độ điện tích đường của trục x & y là 5 nC/m, đặt trong chân

không Tính cường độ điện trường tại (0, 0, 3)

Trang 32

• Điện trường của một điện tích mặt

• Đường sức

Trang 33

S 

dS



Trang 34

S x

dy dE

Trang 35

xdy dE

xdy E

Trang 38

& – 9 nC/m2 Tính cường độ điện trường tại P(5, 5, 5).

Trang 39

ố Các dạng phân bố điện tích

Trang 40

• Đường sức

Trang 41

Đường sức

• Minh hoạ trực quan một điện trường Minh hoạ trực quan một điện trường

• Tập hợp các véctơ chỉ hướng của điện trường

• Một điện tích tự do nhỏ dương được đặt trên một đường

• Một điện tích tự do nhỏ dương được đặt trên một đường sức sẽ tăng tốc theo hướng của đường sức đó

Trang 42

• Đường sức

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	708,28 KB