Информатика -продвинутый курс


И ПРОЦЕССОВ В ПРИБЛИЖЕНИИ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ - часть 4


Самое неудобное изображение, почти не используемое - нарисовать много стрелок, соответствующих напряженности поля в разных точках, так, чтобы длины стрелок были пропорциональны напряженностям. Такой рисунок является громоздким, стрелки на нем пересекаются, мелкие детали выявить трудно. Есть два классических способа для наглядного изображения поля: поверхностями (или линиями) равного потенциала и силовыми линиями поля.

Можно доказать, что для любого электростатического поля множество точек, потенциал в которых одинаков, т.е. точек, удовлетворяющих уравнению ? (х, у, г) = ?0, при любом ?0 образует замкнутую поверхность (так называемую, эквипотенциальную поверхность). Для одного точечного заряда это сфера; в общем случае эта поверхность может быть очень сложной. Для многих технических приложений знать форму таких поверхностей просто необходимо - например, чтобы, располагая детали конструкции, избежать между ними большой разности потенциалов. Линии равного потенциала являются сечениями поверхности равного потенциала той плоскостью, в которой строится изображение.

Силовые линии, как известно из любого учебника физики, есть такие линии, касательные к которым в каждой точке задают направление вектора напряженности поля. Силовые линии никогда не пересекаются между собой. Они начинаются на положительных зарядах и либо заканчиваются на отрицательных, либо уходят «на бесконечность». По обычному соглашению число силовых линий, исходящих из точечного заряда, пропорционально величине этого заряда; коэффициент пропорциональности выбирается таким, чтобы изображение было легко читаемым.

Обсудим практический метод построения картины поверхностей равного потенциала для системы, состоящей из нескольких точечных зарядов произвольной величины и знака, любым способом расположенных в пространстве. Введем некоторую систему координат, начало которой удобнее расположить в «пустой» точке, т.е. ни на одном из зарядов. Пусть в этой системе координаты зарядов имеют значения

 = j,уj,zj), j= 1,2,...р, где р - число зарядов.




Начало  Назад  Вперед