Главная > Основные законы электромагнетизма (И.Е. Иродов)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

Замечательное свойство электрического поля, которое выражает собой теорема Гаусса, побуждает представить эту теорему в иной форме, расширяющей ее возможности как инструмента исследования и расчета.

В отличие от формы (1.7) — ее называют интегральной мы будем искать дифференциальную форму теоремы Гаусса, в которой устанавливается связь между объемной плотностью заряда ρ пространства.

Для этого представим сначала заряд q в объеме V, охватываемом замкнутой поверхностью S, как qвнутр =ρV, где ρ — среднее по объему V значение объемной плотности заряда. Затем подставим это

выражение в уравнение (1.7) и разделим обе части его на V. В результате получим
1VEd=ρ/ε0.

Теперь устремим объем V к нулю, стягивая его к интересующей нас точке поля. Очевидно, при этом ρ будет стремиться к значению ρ в данной точке поля, а значит, отношение в левой части уравнения (1.15) будет стремиться к ρ/ε0.

Величину, являющуюся пределом отношения EdS к V при V0, называют ди в ргенци й поля E и обозначают divE. Таким образом, по определению
divE=limV01VEd.

Аналогично определяется дивергенция любого другого векторного поля. Из определения (1.16) следует, что дивергенция является скалярной функцией координат.

Чтобы получить выражение для дивергенции поля Е, надо согласно (1.16) взять бесконечно малый объем V, определить поток вектора E сквозь замкнутую поверхность, охватывающую этот объем, и найти отношение этого потока к объему. Полученное выражение для дивергенции будет завнсеть от выбора системы координат (в разных системах координат оно оказывается разным). Например, в декартовой системе координат
divE=Exx+Eyy+Ezz.

Итак, мы выяснили, что при V0 в выражении (1.15) его правая часть стремится к ρ/ε0, а левая — к div E. Следовательно, дивергенция поля E связана с плотностью заряда в той же точке уравнением

Это уравнение и выражает теорему Гаусса в дифференциальной форме.

Написание многих формул н действия с ннми значнтельно упроцаются, еслн ввести векторный дифференциальный оператор abla. Операrop abla в декартовых координатах имеет вид
\[

abla=\mathbf{i} \frac{\partial}{\partial x}+\mathbf{j} \frac{\partial}{\partial y}+\mathbf{k} \frac{\partial}{\partial z}
\]

где i,j,k — орты осей X,Y,Z. Сам по себе вектор abla смысла не нмеет. Он приобретает смысл только в сочетанни со скалярной или векторной функцией, на которую символически умножается. Так, напрнмер, если вектор abla умножить скалярно на вектор E, то получим
\[

abla \cdot \mathbf{E}=
abla_{x} E_{x}+
abla_{y} E_{y}+
abla_{z} E_{z}=\frac{\partial}{\partial x} E_{x}+\frac{\partial}{\partial y} E_{y}+\frac{\partial}{\partial z} E_{z},
\]

а это есть не что иное, как divE, согласно (1.17).
Таким образом, дивергенция поля E может быть записана как divE илн ablaE (в обоих случаях читается как «дивергенция E »). Мы будем пользоваться вторым, более удобным обозначением. Тогда, например, теорема Гаусса (1.18) будет иметь вид

В дифференциальной форме теорема Гаусса является локальной теоремой: дивергенция поля E в данной точке зависит только от плотности электрического заряда ρ в той же точке и больше ни от чего. Это одно из замечательных свойств электрического поля. Напрнмер, в разных точках поля точечного заряда поле E отличается друг от друга. Это же относнтся, вообще говоря, и к пространственным производным Ex/x,Ey/y,Ez/z. Однако, как утверждает теорема Гаусса, сумма этих производных, которая определяет дивергенцию E, оказывается во всех точках поля (вне самого заряда) равной нулю.

В тех точках поля, где дивергенция E положительна, мы имеем источник и поля (положительные заряды), а в тех точках, где она отрицательна,-стоки (отрицательные заряды). Линии вектора E выходят из источников поля, а в местах стоков они заканчиваются.

1
Оглавление
email@scask.ru