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Galería de mapas mentales campo electrostático

campo electrostático

Este es un mapa mental sobre los campos electrostáticos. Los campos electrostáticos se refieren a los campos eléctricos observados cuando un observador está relativamente estacionario con una carga cuya carga no cambia con el tiempo.

Editado a las 2024-04-08 21:54:30,

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campo electrostático

Primera parte Campo electrostático

Cuantización de carga Ley de conservación de la carga Campo electrostático

Cuantización de carga: q=±ne (n=1,2,3...) e=1.602×10^(-19)

La ley de conservación de la carga: en un sistema sin electricidad ni intercambio en el mundo exterior, no importa qué proceso ocurra, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas del sistema permanece sin cambios.

Ley de Coulomb: condiciones aplicables: carga puntual en el vacío

Principio de superposición de fuerzas electrostáticas:

Propiedades básicas de los campos eléctricos.

(1) Cualquier carga apilada en el campo eléctrico tiene una fuerza

(2) La fuerza del campo eléctrico funciona sobre cargas en movimiento.

Intensidad del campo eléctrico Principio de superposición de intensidad de campo.

Intensidad del campo eléctrico: la magnitud es igual a la fuerza ejercida por la carga unitaria en ese punto, y la dirección es la dirección de la fuerza ejercida por la carga positiva en ese punto.

La intensidad del campo eléctrico de una carga puntual:

Principio de superposición de intensidad de campo:

momento dipolar eléctrico

Dipolo eléctrico: un par de cargas muy cercanas entre sí con propiedades eléctricas iguales y opuestas.

En la línea vertical central:

Línea de extensión:

Momento dipolar eléctrico:

Distribución de intensidad del campo eléctrico de varios objetos cargados típicos.

Anillo cargado:

Alambre recto cargado uniformemente alrededor de un punto.

Cable recto de vida infinitamente larga:

Disco cargado uniformemente:

Avión infinitamente cargado:

Intensidad del campo eléctrico en una esfera cargada uniformemente:

Dentro de la esfera: 0

Fuera de la esfera:

Esfera cargada uniformemente:

Cuando r<R

Cuando r>R

Teorema de Gauss del flujo de intensidad del campo eléctrico

Flujo de intensidad del campo eléctrico:

Teorema de Gauss:

Pasos para aplicar el teorema de Gauss para encontrar la intensidad del campo

Analizar simetría

Seleccionar superficie gaussiana según la simetría

Calcular la intensidad del campo eléctrico según el teorema de Gauss.

El teorema del bucle de los campos electrostáticos:

Teorema del bucle del campo electrostático Energía potencial eléctrica Potencial eléctrico

Energia potencial electrica:

Potencial eléctrico (la relación integral entre la intensidad del campo y el potencial eléctrico):

Diferencia de potencial:

Potencial de cargo puntual:

Diferencia de potencial e incremento de potencial:

Principio de superposición de potencial eléctrico, intensidad de campo eléctrico y gradiente de potencial eléctrico.

Principio de superposición potencial:

Distribución potencial de varios cuerpos cargados típicos.

Cualquier punto del modelo dipolo eléctrico:

Eje del anillo uniformemente cargado:

Esfera cargada uniformemente:

Cuando r<R

Cuando r>R

Línea recta cargada infinitamente larga:

esfera cargada uniformemente

Cuando r<R

Cuando r>R

Intensidad del campo eléctrico y gradiente de potencial.

(La relación diferencial entre el potencial eléctrico y la intensidad del campo eléctrico)

Parte 2 Conductores y dieléctricos en campos electrostáticos

conductor en campo electrostático

inducción electrostática de conductores

Electrones libres: electrones que pueden moverse libremente dentro de un conductor.

Equilibrio electrostático: estado en el que no hay movimiento direccional macroscópico de cargas en un conductor.

Condición de equilibrio electrostático: la intensidad del campo dentro del conductor es cero en todas partes

Distribución de carga en la superficie de un conductor:

Conductor aislado: solo la superficie genera carga neta, no hay distribución de carga interna y la densidad de distribución de carga está relacionada positivamente con la curvatura de su superficie.

Conductor de cavidad:

No hay otros objetos cargados en la cavidad y la carga sólo se puede distribuir en la superficie exterior.

Hay otros cuerpos cargados en la cavidad y existen cargas tanto en la superficie interior como en la exterior. El teorema de Gauss muestra que la carga en la superficie interior del conductor es igual a la carga en la superficie del cuerpo cargado en la cavidad, y la suma algebraica es cero.

Dieléctricos en campos electrostáticos.

polarización del dieléctrico

polarización

Polarización por desplazamiento (moléculas no polares)

Polarización de orientación (con moléculas polares)

Cambios en la intensidad del campo dentro del medio:

Vector de intensidad de polarización: la suma vectorial de los momentos dipolares eléctricos de las moléculas dentro de una unidad de volumen (que describe la intensidad de la polarización)

La relación entre carga de polarización y carga libre:

Teorema de Gauss del desplazamiento eléctrico en presencia de medio

Vector de desplazamiento eléctrico:

Teorema de Gauss en presencia de medio:

Aviso

En un medio no uniforme, la línea E es discontinua y la línea D es continua.

E determina la fuerza sobre la carga, D no

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Energía del campo eléctrico Densidad de energía.

Encuentra la energía del campo eléctrico.

En el proceso de carga de un sistema activo, el trabajo realizado por una fuerza externa:

Según la distribución del campo eléctrico, la distribución de la densidad de energía se obtiene como fracción de volumen:

La relación entre energía electrostática y energía potencial eléctrica: La energía electrostática de un sistema cargado es igual a la suma de la energía electrostática de cada cuerpo cargado cuando existe solo y la energía potencial eléctrica de la interacción de cada cuerpo cargado.

Energía electrostática almacenada en un condensador:

Densidad de energía del campo eléctrico:

Energía electrostática total en el campo eléctrico: