Câmpul Electrostatic

O sfera metalica de raza Rb = 2 cm = 0, 02 m este incarcata cu o sarcina pozitiva Q = 2 10-8 C si plasata intr-un recipient de dimensiuni mari.

Initial, in recipient se produce vid (pompand aerul afara), apoi recipientul se umple cu ulei, a carui permitivitate relativa este er = 2, 15. Sa se calculeze intensitatea campului electric, E, si potentialul V, inainte si dupa umplerea recipientului cu ulei, in punctele A, B si C aflate la distantele fata de centrul sferei (punctul M) de RA = 20 cm = 0, 2 m; RB = 40 cm = 0, 4 m si RC = 60 cm = 0, 6 m.

si caracterizeaza proprietatile electrice ale vidului.

Pentru punctul B, toate valorile marimilor din relatia (8-1) raman aceleasi cu exceptia distantei RB = 2 RA, avem: iar pentru punctul C: Graficul reprezentand intensitatea campului in functie de distanta este dat in fig. 8-1 Fig. 8-1. Graficul dependentei intensitatii campului electric si a fortei care actioneaza asupra unei sarcini de proba, in functie de distanta.

Fig. 4-2. a) Reprezentarea vectorilor fortelor care actioneaza asupra unei sarcini in diferite puncte ale campului b) Reprezentarea vectorilor intensitatilor de camp electric in punctele respective.

2. Determinarea fortei care se exercita asupra unei sarcini de incercare (de proba), de catre campul electric.

Campul electric al unei sarcini pozitive Q incearca sa deplaseze sarcina pozitiva punctuala q, dispusa in punctul A (fig. 8-2, a) cu o forta F1= EA q =4500 2 10?? =9 10?7 N (1N = 0, 102 kgf) . Plasand sarcina q in punctele B si C (fig. 8 2, a), fortele cu care actioneaza campul asupra asupra ei vor fi : F2 = EB q = 1125 2 10?? = 2, 25 10?7 N.

F3 = EC q = 500 2 10?? = 10?7 N.

Se observa ca forta care actioneaza asupra sarcinii q in diferite puncte ale campului (A, B si C), depinde in mod direct proportional de intensitatea campului in aceste puncte (EA, EB si EC), graficul dependentei functiei E (R) fiind dat in fig. 8-1, insa la o alta scara fata de dependenta fortei fata de distanta F (R) . 3. Reprezentarea campului unei sarcini punctuale.

Intensitatea campului intr-un punct este un vector a carui directie este orientata in acelasi sens cu directia fortei care actioneaza asupra sarcinii punctuale pozitive, in punctul considerat, situat in campul electric.

Din aceasta cauza vectorii fortelor F1, F2 si F3 (fig. 8-2, a) si vectorii intensitatilor campului EA, EB si EC (fig. 8 -2, b) au aceeasi directie. Vectorii intensitatilor campului sunt dispusi de-a lungul dreptei MABC, care constituie totodata una din liniile vectorului intensitate sau din liniile de forta ale campului.

Datorita simetriei sferice a campului unei sfere incarcate, se pot construi celelalte linii ale intensitatii campului dupa directia razelor sferei. Toate liniile intensitatilor de camp incep de pe sarcina pozitiva.

4. Determinarea intensitatii campului intr-un dielectric. Fata de vid, intensitatea intr-un dielectric se ...