Lý thuyết trường điện từ Luật Coulomb cường độ điện trường

Luật Coulomb cường độđiện trường 1. Luật Coulomb 2. Cường độđiện trường 3. Điện trường của một điện tích khối liên tục 4. Điện trường của một điện tích đường 5. Điện trường của một điện tích mặt 6. Đường sức Luật Coulomb cường độđiện trường

Trang 1

Lý thuyết trường điện từ

Luật Coulomb & cường độ điện trường

Nguyễn Công Phương

Trang 2

Luật Coulomb & cường độ điện trường - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

Nội dung

I Giới thiệu

II Giải tích véctơ

III Luật Coulomb & cường độ điện trường

IV Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive

V Năng lượng & điện thế

VI Dòng điện & vật dẫn

VII Điện môi & điện dung

VIII.Các phương trình Poisson & Laplace

Trang 3

1 Luật Coulomb

2 Cường độ điện trường

3 Điện trường của một điện tích khối liên tục

4 Điện trường của một điện tích đường

5 Điện trường của một điện tích mặt

6 Đường sức

Trang 4

Luật Coulomb (1)

• Thực nghiệm của Coulomb:

– Trong chân không

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

– Q 1 & Q 2 là điện tích của 2 vật đó

– ε 0 : hằng số điện môi của chân không:

1 2 2

Trang 5

Luật Coulomb (2)

1 2 2

4

Q Q F

Trang 6

Trang 7

1 Luật Coulomb

2 Cường độ điện trường

6 Đường sức

Trang 8

Cường độ điện trường (1)

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

• Cường độ điện trường: véctơ lực tác dụng lên một điện tích 1C

• Đơn vị V/m

• Véctơ cường độ điện trường do một điện tích điểm Q tạo ra trong

chân không:

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

– aR: véctơ đơn vị của R

Trang 9

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

cầu bán kính r:

– a r : véctơ đơn vị của toạ độ r

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

Trang 10

2 04

-2 -1

0 1

2 3

Trang 11

• Nếu Q không ở gốc toạ độ:

'

2 0

r r a

Trang 12

• Lực Coulomb có tính tuyến tính → E do 2 điện tích tạo ra bằng

tổng của E do từng điện tích tạo ra:

Trang 13

Trang 14

Trang 15

4

20

4

20

4

20

Trang 16

1 Luật Coulomb

3 Điện trường của một điện tích khối liên tục

6 Đường sức

16

Trang 17

Q    dv

Trang 18

Điện tích khối (2)

v V

Tính điện tích tổng trong mặt trụ, biết mật độ điện

tích khối của điện tử  v   5 e  105 z  C/m 3

18

Trang 19

Trang 20

20

Trang 21

 

Trang 22

• Điện trường tại r do một điện tích khối gây ra?

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

• → điện trường tại r do một điện tích khối gây ra:

20

Trang 23

• r : véctơ định vị E

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

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

Descartes

20

Trang 24

1 Luật Coulomb

4 Điện trường của một điện tích đường

6 Đường sức

24

Trang 25

Điện tích đường (1)

• Xét một tia điện tử (trong ống phóng tia catốt) hoặc một 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 mật độ điện tích đường ρ L (đơn vị C/m)

• 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 26

20

Trang 27

( ') ( )

( ')

r r E

r r

dQ d

'( ')

r r E

Trang 28

Trang 30

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).

Ví dụ

30

Trang 31

1 Luật Coulomb

5 Điện trường của một điện tích mặt

6 Đường sức

Trang 32

 

32

Trang 33

dy dE

Trang 34

xdy E

dy dE

S x

xdy dE

Trang 36

Trang 38

Các dạng phân bố điện tích

2 0

'

r r E

38

Trang 39

1 Luật Coulomb

6 Đường sức

Trang 40

Đường sức

• 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 sức sẽ tăng tốc theo hướng của đường sức đó

40

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	628,27 KB