Bài giảng điện tử Vật lý đại cương 4TC

Điện trường là một dạng tồn tại của vật chất xung quanh các điện tích, đặc trưng cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó... PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁ[r]

(1)

CHƯƠNG 5

(2)

§1 ĐỊNH LUẬT CULÔNG 1 Một số khái niệm

- Điện tích điểm;

- Tương tác tĩnh điện. 2 Định luật Culông trong môi trường

ĐIỆN TRƯỜNG

k = 1/(40) = 9.109 Nm2/C2, 0 = 8,846.10-12 C2/Nm2

Định luật Culông Định luật

Culông

Điện trường Điện trường

Phương pháp tổng quát xác

định CĐĐT Phương pháp tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất của TTĐ Tính chất

của TTĐ Vectơ điện cảm, định lý

O-G Vectơ điện cảm, định lý

O-G

q Q

r

F F'

2

r Qq k

F

 

0: Hằng số điện : Hằng số điện

(3)

§2 ĐIỆN TRƯỜNG 1 Khái niệm điện trường

Culông

định CĐĐT

O-G ĐIỆN TRƯỜNG

(4)

2 Vectơ cường độ điện trường - Định nghĩa:

- Đơn vị: V/m - Ta có

- Ý nghĩa CĐĐT: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường phương diện tác dụng lực.

E F

E q F

 

  

 khi q > 0

khi q < 0 Định luật

Culông Định luật

Culông

định CĐĐT

vectơ cường độ điện trường, lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm q.

F

(5)

§3 PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁT XÁC ĐỊNH VECTƠ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

1 Cường độ điện trường điện tích điểm

+ ĐĐ: Tại điểm xét;

+ P: Đường thẳng nối điện tích với điểm xét;

+ C: Hướng xa điện tích Q > hướng vào

điện tích Q < 0;

+ Đl:

Culông

định CĐĐT

2

r Q k q

F E

(6)

2 Sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường

a) Nhiều điện tích điểm

- Xét điện tích điểm: Biểu diễn phương, chiều trên hình vẽ tính độ lớn vectơ CĐĐT

- Sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

Ví dụ: Hình bên biểu diễn chồng chất vectơ CĐĐT

Độ lớn:

1

E

2

E

E Định luật

Culông Định luật

Culông

định CĐĐT

O-G

1

n

n i

i

E E E E E



    

    



2

1 2 2cos ; ( 2)

(7)

Q > 0 M

b) Vật tích điện

- Chia vật thành phần tử nhỏ, phần mang điện tích bé dQ Chúng điện tích điểm có điện tích dQ.

- Xét điện tích điểm gây điện trường vi phân Ta xác định phương, chiều độ lớn nó Về mặt lý thuyết ta làm cho điện tích vi phân lại.

- Số vectơ CĐĐT vi phân lớn nên thay lấy tổng nguyên lý chồng chất trở thành tích phân:

Culông

định CĐĐT

Ob.

E dE

dE

(8)

§5 TÍNH CHẤT THẾ

CỦA TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN 1 Công lực tĩnh điện

Định luật Culông Định luật Culông Điện trường Điện trường Phương pháp tổng quát xác

định CĐĐT

O-G ĐIỆN TRƯỜNG ĐIỆN TRƯỜNG       N M N M N M

MN dA Fds q Eds

A    

s d

+ Công lực tĩnh điện dịch chuyển điện tích khơng phụ thuộc dạng đường đi, phụ thuộc vào điểm đầu điểm cuối đường đó.

+ Trường tĩnh điện trường lực (có năng).

+ Nếu đường cong dịch chuyển kín:

(9)

2 Định nghĩa điện thế

VM điện M,

AMO cơng dịch chuyển điện tích q từ M gốc O. - Đơn vị: V (vôn)

- Ý nghĩa: Điện đại lượng đặc trưng cho điện trường phương diện dự trữ lượng.

- Hiệu điện hai điểm M N:

ở AMN công dịch chuyển điện tích q từ M đến N.

Culông

định CĐĐT

MN

MN M N

A

U V V

q

(10)

3 Các biểu thức xác định điện điện trường

- Điện tích điểm: Chọn gốc vô cùng VM = kQ/rM

ở rM khoảng cách từ điểm xét M đến điện tích (m).

Lưu ý: Tuyệt đối không dùng trị tuyệt đối cho Q tính V

- Liên hệ dạng tích phân Định luật

Culơng Định luật

Culông

định CĐĐT

MN

M N

kqQ kqQ A

r r

 

 

N N N

MN

M M M

(11)

§8 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG TĨNH ĐIỆN

1 Định nghĩa

2 Điều kiện Điện dung

của tụ điện Điện dung của tụ điện

Năng lượng trường TĐ Năng lượng

trường TĐ

Vật dẫn (VD) trạng thái CBTĐ điện tích khơng có chuyển động định hướng.

- Bên VD, vectơ cường độ điện trường phải 0. - Tại điểm bề mặt VD, vectơ cường độ điện trường phải vuông góc với bề mặt điểm đó.

3 Tính chất

- Toàn vật dẫn khối đẳng thế.

- Nếu VD tích điện, điện tích phân bố bề mặt nó.

- Với VD rỗng, điện trường bên phần rỗng 0. Trạng thái

cân tĩnh điện Trạng thái

cân tĩnh điện

(12)

Trạng thái cân tĩnh điện Trạng thái

§9 ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN

1 Tụ điện

2 Điện dung tụ điện

* Ý nghĩa điện dung tụ điện

- Đặc trưng cho khả tích điện tụ điện.

Q C

U



d S C 0

 Với tụ điện phẳng:

Điện dung của tụ điện

trường TĐ ĐIỆN TRƯỜNG

S

(13)

§10 NĂNG LƯỢNG TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

3 Năng lượng hệ điện tích điểm

2 Năng lượng vật dẫn trạng thái cân tĩnh điện

Với hệ n điện tích điểm q1, q2, , qn

với Vi điện điện tích điểm khác gây qi





n i

i i

e qV

W

1

2 1

1 2

e

W  QV

Q điện tích VD (C), V điện VD.(V) 1 Năng lượng tụ điện

Q điện tích tụ (C), C điện dung tụ (F) U hiệu điện hai tụ (V).

2

2 1 2

1

CU QU

We  

Trạng thái cân tĩnh điện Trạng thái

Điện dung của tụ điện

trường TĐ ĐIỆN TRƯỜNG

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	1,65 MB