Принцип суперпозиции электрических полей (№1)

Тела, имеющие определенный объем и линейные размеры, всегда занимают часть пространства, в котором не могут нахо­диться другие тела без изменения тех или иных характеристик. Там, где находится ка­мень, не может находиться ни другой ка­мень, ни металлический шар, ни любой другой вещественный объект.

Характерной особенностью электричес­кого поля является то, что, в отличие от ве­щества, в одной точке пространства могут находиться одновременно поля различных источников и различного происхождения. При этом каждое поле сохраняет свою ин­дивидуальность и ни одна из его характе­ристик не изменяется под влиянием другого поля. Одним из подтверждений этого явля­ется известный всем пример распростране­ния радиоволн, которые являются перемен­ным электромагнитным полем. Радиоволна, распространяющаяся с севера на юг, со­всем не влияет на волну, которая распро­страняется с запада на восток. И слушатель, принимая информацию, которую принесла первая волна, даже не догадывается, что эта волна «встретилась» с другой.

Подобное наблюдается и в том случае, когда есть определенная система заряжен­ных тел и соответствующих им полей.

Рис. 4.33. Сила, действующая на точеч­ное тело в электрическом поле заря­женного тела

Рис. 4.34. Силы, действующие на то­чечное тело в электрическом поле двух заряженных тел

Рис. 4.35. Равнодействующая двух сил, действующих на точечное тело

Пусть в некоторой точке пространства A находится тело, имеющее положительный заряд Q₁ (рис. 4.33). Если в произвольную точку B внесем точечное тело с положи­тельным зарядом q₀, то на него будет действовать сила F̅₁ как результат взаимодей­ствия тела B с полем тела A.

В произвольную точку C внесем тело с зарядом Q₂ (рис. 4.34). Его поле будет действовать на тело B с силой F̅₂. Никаких изменений в значении силы F̅₁ не произойдет. Но из механики известно, что, если на тело действует несколько сил, то их можно за­менить равнодействующей (рис. 4.35).

В случае нескольких источников элект­рического поля

F̅ = F̅₁ + F̅₂ + … + F̅_n.

Если левую и правую части уравнения разделить на q₀, то получим

F̅ / q₀ = F̅₁ / q₀ + F̅₂ / q₀ + … + F̅_n / q₀,

или

E̅ = E̅₁ + E̅₂ + … + E̅_n.

Следовательно, при расчетах взаимодей­ствия заряженного тела с электрическими полями разных источников можно поль­зоваться понятием напряженности «суммар­ного» электрического поля. Этот вывод фор­мулируется как принцип суперпозиции по­лей. Материал с сайта http://worldof.school

Принцип суперпозиции по­лей. Напряженность электрического поля си­стемы заряженных тел в любой точке рав­няется векторной сумме напряженностей по­лей отдельных тел в этой точке.

В математической форме этот принцип записывается так:

E̅ = E̅₁ + E̅₂ + … + E̅_n,

где E̅ — напряженность поля системы заряженных тел; E̅₁, E̅₂ … —напряженности по­лей каждого из тел, которые входят в си­стему.

Напряженность электрического поля тела, имеющего одинако­вое количество положительно и отрицательно заряженных ча­стиц, равняется нулю.

Принцип суперпозиции по­лей не огра­ничен количеством тел в системе. Именно поэтому напряженность электрического по­ля незаряженного тела, в состав которого входит огромное количество частиц с по­ложительными и отрицательными заряда­ми, практически равна нулю.

На этой странице материал по темам:

• Принцип суперпозиции в электрическом поле кратко

• Какое свойство электрического поля описывает напряженность

• Какое свойство электрического поля положено в основу принципа суперпозиции

• Принцип суперпозиции сил формулы

• Принцип суперпозиции электрических полей кратко

Вопросы по этому материалу:

• Как формулируется принцип суперпозиции полей?

• Какое свойство полей положено в основу принципа супер­позиции?

• Как понимать выражение «результирующее поле»?