Periaate päällekkäisyys sähkökenttiä

Päätavoitteena tämä osa on muotoiltu siten, sähköstatiikan: ennalta määrätyillä jakautumisen tilan ja määrää sähkövarausten (kenttä lähteet) arvon määrittämiseksi vektorin E kentän kaikissa kohdissa. Ratkaisu tähän ongelmaan on mahdollista perusteella käsitteitä, joita periaatetta päällekkäisyys sähkökenttien (riippumattomuuden periaate vaikutus sähkökenttien): intensiteetti tahansa sähkökentän maksujärjestelmä on yhtä suuri geometrinen summa kentänvoimakkuudet, jotka on valmistettu kunkin maksuja.

Maksut, jotka luovat sähköstaattinen kenttä voidaan jakaa tilan tai diskertno tai jatkuvasti. Ensimmäisessä tapauksessa kentän voimakkuus :

n

E = Σ Ei₃

i = t,

jossa Ei - intensiteetti tietyssä pisteessä kentän tilan, jonka muodostavat yksi i: nnen lataus-järjestelmä, ja n - kokonaismäärä diskertnyh maksut, jotka sisältyvät järjestelmään.

Esimerkkinä ongelman ratkaisemiseksi, joka perustuu periaatteeseen päällekkäisyys sähkökenttiä. Määrittää siten sähköstaattinen kenttä, joka on luotu vakuumissa paikallaan pistevarausta Qi, q₂, ..., qn, käyttäen kaavaa:

n

E = (1 / 4πε₀) Σ (qi / r³i) ri

i = t,

jossa ri - napavektoriinsa joka alkaa pisteestä varauksen qi katsoi pisteen piki.

Tässä on toinen esimerkki. Määritys sähköstaattinen kenttä, joka syntyy sähköinen dipoli vakuumissa.

Sähköinen dipoli - järjestelmä kaksi identtistä itseisarvoltaan ja, näin ollen, merkki vastakkainen maksujen q> 0 ja q, etäisyys I niiden välillä on suhteellisen pieni verrattuna etäisyyden pisteessä. Lapa dipoli vektori on nimeltään l, joka on suunnattu pitkin dipoli akselin positiivisen varauksen negatiivisten ja numeerisesti yhtä suuri kuin etäisyys I välillä. Vektori pₑ = ql - sähköisen dipolimomentin (sähköinen dipoli hetki).

Dipolikentän voimakkuus E missään vaiheessa:

E = + E₊ E₋,

jossa E₊ ja E₋ ovat kentänvoimakkuuksiin sähkövarauksia q ja q.

Siten, pisteessä A, joka sijaitsee dipoli-akselilla, kentänvoimakkuus dipolin olisi yhtä suuri vakuumissa

E = (1 / 4πε₀) (2pₑ / r³)

Kohdassa B, joka sijaitsee kohtisuorassa dipoli akselin pienentää sen keskellä:

E = (1 / 4πε₀) (pₑ / r³)

Mielivaltaisessa pisteessä M, riittävän etäällä dipoli (r≥l), intensiteetti alansa yksikkö on

E = (1 / 4πε₀) (pₑ / r³) √3cosθ + 1

Lisäksi sähkökenttä on periaate päällekkäisyys kaksi lausumaa:

1. Coulombin voima vuorovaikutusta kahden maksuja ei riipu on muita peritään elimissä.
2. Oletetaan, että varaus q vuorovaikutuksessa maksujärjestelmää Q1, Q2 ,. . . , Qn. Jos jokainen maksujen järjestelmän vaikuttaa varaus q pakottaa Fl, fZ, ..., Fn, vastaavasti, tuloksena voima F, kohdistetaan varaus q on osa järjestelmää on yhtä suuri vektorin summa yksittäisten voimien:
   F = Fj + fz + ... + Fn.

Täten sähkökenttä päällekkäisyys periaate sallii tulemaan tärkeän julkilausuman.

Kuten tiedetään, laki yleisen gravitaatio pätee paitsi point-massa, mutta myös kuulia pallomaisesti symmetrinen painojakauma (erityisesti, että pallo ja Massapisteen); sitten r - keskusten välinen etäisyys palloja (pisteestä massan keskelle pallo). Tämä seuraa matemaattisesti lain yleisen gravitaatio ja periaate päällekkäisyys.

Koska kaavan Coulombin lain on sama rakenne kuin painovoiman, ja Coulombin voima on myös konfiguroitu kentät superpositio Periaatteessa on mahdollista tehdä samaan johtopäätökseen: Coulombin vuorovaikutuksessa kaksi veloitetaan pallon (kohta vastaa palloa) sillä edellytyksellä, että kuulat ovat pallosymmetrinen varausjakaumasta; arvo r tässä tapauksessa on keskustojen välinen etäisyys on kuulat (pisteestä varauksen ja pallo).

Siksi kentän voimakkuudesta veloitetaan pallo on pois pallo on sama kuin pistevarauksen.

Mutta sähköstatiikka, toisin kuin painovoima, jossa tätä käsitystä, sillä superpositio aloilla, meidän on oltava varovaisia. Esimerkiksi, kun lähestytään positiivisesti varautunut metalli pallot pallomainen symmetria on rikki: positiivisten varausten, keskenään työntää pois, on taipumus, että kauimpana toisistaan osien kuulien (keskusten positiivinen varaus tulee sijaitsemaan kauempana toisistaan kuin keskukset pallot). Siksi repulsiovoimaan pallot on tässä tapauksessa pienempi kuin arvo, joka saadaan Coulombin laki korvaamalla r välinen etäisyys keskuksia.