Bài giảng lý thuyết điện học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI BỘ MÔN VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG PHẦN 1: ĐIỆN HỌC CHƯƠNG TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN Bài mở đầu Định luật Culông Điện trường Điện thông Định lý Ơxtrơgratxky-Gauss điện trường Điện Liên hệ véctơ cường độ điện trường điện §1 Bài mở đầu 1.Hiện tượng nhiễm điện: Một số vật sau cọ xát vào hút vật nhẹ khác Ví dụ: ebonit cọ xát vào len hút mẩu giấy nhẹ, Điện tích: - loại điện dương âm - Tương tác điện tích: loại đẩy nhau, khác loại hút - Điện tích nguyên tố: proton: đt ngt (+), p=1,6.10 electron: đt ngt (-), e=-1,6.10 -19 -19 C, mp=1,67.10 C, me= 9,1.10 -27 -31 kg kg Ion - Ion dương: phần nguyên tử bị số electron, thiếu điện tích âm trở nên mang điện dương - Ion âm: phần nguyên tử sau nhận thêm số electron, trở nên thừa điện tích âm mang điện âm Vậy: vật mang điện nhận thêm số nguyên lần điện tích ngun tố âm:ne Định luật bảo tồn điện tích “Tổng đại số điện tích hệ cô lập không đổi ” Chất dẫn điện chất cách điện Sự hình thành ion dương ion âm - t e Mấ + + - + - - + + + - Nh ậ n e - - + + - + - §2 Định luật Culơng Điện tích điểm - Là vật mang điện có kích thước nhỏ nhiều so với kích thước khoảng cách mà ta khảo sát - Khái niệm điện tích điểm có tính tương đối Định luật Culơng Trong chân không: Trong môi trường: Nguyên lý chồng chất lực điện Định luật Culông → Chân không:ε=1 F21 → q1q2 r21 F21 = 4πε0 r r → F21 q1q2 r12 F12 = 4πε0 r r → → F12 → → F11 q1 q2 → q1q2 r21 F21 = 4πεε0 r r → q2 F12 Môi trường ε>1 → → F12 = − F21 → q1q2 r12 F12 = 4πεε0 r r → F12 q2 r21 q1 q1 q2 F12 = F21 = 4πε0 r r12 → → → → → q1 k= = 9.109 Nm2 / C2 4πε0 Nguyên lý chồng chất lực điện • Lực tương tác vật với điện tích điểm: → → → → q0 dq n → F = F1 + F2 + + Fn = ∑ Fi i=1 Q • Lực tương tác vật mang điện: dq → → → → n → dq’ Fj = F1j + F2 j + + Fnj = ∑ Fij i=1 → → → → m → m n j=1 j=1 i=1 → F = F1 + F2 + + Fm = ∑ Fj = ∑∑ Fij Q Q’ Điện trường Khái niệm điện trường Véctơ cường độ điện trường Ứng dụng nguyên lý chồng chất điện trường tính cường độ điện trường vài hệ điện tích sinh + Lưỡng cực điện + Điện trường dây thẳng tích điện dài vơ hạn + Điện trường đĩa trịn mang điện Đ/n điện trường, véc tơ cđ điện trường Định nghĩa: • Điện trường mơi trường vật chất đặc biệt bao xung quanh điện tích • Thể tồn điện trường chỗ đặt điện tích vào điện trường điện tích bị tác dụng lực điện • Điện trường mơi trường truyền tương tác điện từ điện tích sang điện tích khác → → F E= q0 Nếu chọn q0 = +1C q0>0 → Đơn vị E V/m → → → E=F → → → F E ↑↑ F → q0