Електростатика

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Електростатиката е дял от физиката, разглеждащ взаимодействията между постоянно електрическо поле и заредени частици.

Статично електричество[редактиране | редактиране на кода]

Всички тела се състоят от голям брой градивни частици – атоми и молекули. Молекулите от своя страна са съставени от два или повече атома. Всеки атом има положително заредено ядро, около което се движат отрицателно заредените електрони.

Атомите се състоят от еднакъв брой положителни и отрицателни носители на електрически заряди, поради което те са неутрални.

Когато се разхождаме по пода, който е покрит с мокет, и след това докоснем металната дръжка на вратата, често прескача малка искра. Ако натрием гребен или химикалка с парче кожа, виждаме как започват да привличат малки късчета хартия — казваме, че са наелектризирани. Част от електроните от коженото парче са отишли в гребена (или химикалката). По този начин върху гребена има повече електрони — той се наелектризира отрицателно, а върху кожата има по-малко електрони – тя се наелектризира положително.

Светкавиците се дължат на бързото преминаване на електрични заряди от един облак към друг или от облак към земята.

Сила на Кулон[редактиране | редактиране на кода]

Най-важният закон в електростатиката е Законът на Кулон, описващ взаимодействието на два електрични заряда Q1 и Q2:

където r е разстоянието между зарядите, е константа определена от диелектричната проницаемост на вакуума, а е единичният вектор, сочещ от единия към другия заряд.

Електрично поле[редактиране | редактиране на кода]

Интензитетът на електричното поле, което се създава от заряд Q1, е по определение силата, която би действала на пробен заряд, разделена на големината на пробния заряд. От израза за Кулоновата сила следва:

Потенциал на електрическото поле[редактиране | редактиране на кода]

За да могат да се прилагат законите на електростатиката, е необходимо да можем да приложим електростатичното приближение. Електростатичното приближение е вярно, само ако електричното поле, което се разглежда, е консервативно, т.е.:

Съгласно закона на Фарадей от това следва, че близо до електричното поле не следва да има и променливо с времето магнитно поле, т.е.

С други думи, за да можем да прилагаме законите на електростатиката, не е необходимо отсъствието на магнитно поле, нито е необходимо зарядите да са неподвижни. За да могат да се прилагат законите на електростатиката, трябва електричното и магнитното поле да не се променят с времето.

След като електричното поле е консервативно, то на него може да се припише потенциал:

Теорема на Гаус[редактиране | редактиране на кода]

Теоремата на Гаус гласи, че „потокът на електричното поле E през затворена повърхност S е равен на алгебричната сума на зарядите, намиращи се в тази затворена повърхност, разделена на “ или:

След като потокът по определение е равен на:

, то теоремата на Гаус в интегрална форма се записва:

Еквивалентът на Теоремата на Гаус в локална форма се записва:

, където е плътността на зарядите.

Уравнение на Поасон[редактиране | редактиране на кода]

Ако локалната форма на Теоремата на Гаус се комбинира с определението за потенциала на електричното поле, се получава:

, където е лапласиана на

Уравнение на Лаплас[редактиране | редактиране на кода]

Ако разглеждаме уравнението на Поасон в област от пространството, в която няма електрични заряди (), получаваме:

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

CC BY-SA icon.svg Heckert GNU white.png Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Electrostatics“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​