Lý thuyết trường điện từ - Luật Coulomb & cường độ điện trường - Nguyễn Công Phương

Lý thuyết Trường điện từ là một ngành vật lý nghiên cứu về các hiện tượng điện và từ trong tổng thể của chúng là Trường điện từ. Trường điện từ được sinh ra bởi các hạt mang điện và sự chuyển động của chúng. Trường điện từ được sinh ra sau đó đến lượt nó lại tương tác với các hạt mang điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết trường điện từ - Luật Coulomb & cường độ điện trường - Nguyễn Công Phương Nguyễn Công Phương g y g g Lý thuyết trường điện từ Luật Coulomb & cường độ điện trường Nội dung 1. Giới thiệu 2. Giải tích véctơ 3. Luật Coulomb & cường độ điện trường 4. Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive 5. Năng lượng & điện thế 6. Dòng điện & vật dẫn 7. Điện môi & điện dung g 8. Các phương trình Poisson & Laplace 9. Từ trường dừng 10. Lực từ & điện cảm ự ệ 11. Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell 12. Sóng phẳng 13. Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 14. Dẫn sóng & bức xạ Luật Coulomb & cường độ điện trường 2 Luật Coulomb & cường độ điện trường • Luật Coulomb • Cường độ điện trường • Điện trường của một điện tích khối liên tục • Điện trường của một điện tích đường • Điện trường của một điện tích mặt • Đường sức Luật Coulomb & cường độ điện trường 3 Luật Coulomb (1) • Thực nghiệm của Coulomb: Q1Q2 F k 2 R – Trong chân không – Giữa 2 vật rất nhỏ (so với khoảng cách R giữa chúng) – Q1 & Q2 là điện tích của 2 vật đó 1  k 4 0 – ε0: hằng số điện môi của chân không: 1  0  8,854.1012  109 F/m 36 Luật Coulomb & cường độ điện trường 4 Luật Coulomb (2) Q1Q2 Q2 F2 F k 2 Q1 a12 R12 R Q1Q2 F  r2 1 4 0 R 2 r1 k 4 0 Gốc Q1 & Q2 cùng dấu ấ Q1Q2 F2  a12 4 0 R12 2 R12  r2  r1 a12 F2 Q2 Q1 R12 R12 R12 r2  r1 r2 a12    r1 R12 R12 r2  r1 Gốc Q1 & Q2 khác dấu Luật Coulomb & cường độ điện trường 5 Ví dụ 1 Luật Coulomb (3) Cho Q1 = 4.10-4 C ở A(3, 2, 1) & Q2 = – 3.10-4 C ở B(1, 0, 2) trong chân không. Tính lực của Q1 tác dụng lên Q2. Q1Q2 F2  a12 4 0 R12 2 R12  r2  r1  (1  3)a x  (0  2)a y  (2  1)a z  2a x  2a y  a z R12  (2) 2  (2) 2  12  3 R12 2a x  2a y  a z a12   R12 3 4.104 (3.104 ) 2a x  2a y  a z  F2  .  80a x  80a y  40a z N 1 3 4 10932 36 Luật Coulomb & cường độ điện trường 6 Luật Coulomb & cường độ điện trường • Luật Coulomb • Cường độ điện trường • Điện trường của một điện tích khối liên tục • Điện trường của một điện tích đường • Điện trường của một điện tích mặt • Đường sức Luật Coulomb & cường độ điện trường 7 Cường độ điện trường (1) • Xét 1 điện tích cố định Q1 & 1 điện tích thử Qt Q1Qt Ft Q1 Ft  a   a 4 0 R1t 2 1t Qt 4 0 R1t 2 1t • 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 ể chân không: Q E aR 4 0 R 2 – R: véctơ hướng từ điện tích Q tới điểm đang xét – aR: véctơ đơn vị của R Luật Coulomb & cường độ điện trường 8 Cường độ điện trường (2) Q E aR 4 0 R 2 • Nếu Q ở tâm của hệ toạ độ cầu, tại một điểm trên mặt cầu bán kính r: Q E ar 4 0 r 2 – ar : véctơ đơn vị của toạ độ r • Nếu Q ở tâm của hệ toạ độ Descartes, tại một điểm có toạ độ (x, y, z): Q  x y z  E  ax  ay  az  4 0 ( x  y  z )  x 2  y 2  z 2 2 2 2 x2  y 2  z 2 x2  y 2  z 2    Luật Coulomb & cường độ điện trường 9 Q Cường độ điện trường (3) E aR 4 0 R 2 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 4 3 2 4 ...