Закон Кулона. Характеристики неточечных зарядов. Электри́ческий заря́д

39.Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому протекает ток I. С этим контуром сцеплен магнитный поток Ф=LI, поскольку индуктивность контура неизменна, то при изменении тока на dI магнитный поток изменяется на dФ=LdI. Но для изменения магнитного потока на величину dФ следует совершить работу dА=IdФ=LIdI. Тогда работа по созданию магнитного потока Ф равна 

 

Значит, энергия магнитного поля, которое связано с контуром, 

 (1) 

Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве. Для этого рассмотрим частный случай — однородное магнитное поле внутри длинного соленоида. Подставив в формулу (1) формулу индуктивности соленоида, найдем 

 

Так как I=Bl/(μ₀μN) и В=μ₀μH , то 

 (2) 

где Sl = V — объем соленоида. 

Магнитное поле внутри соленоида однородно и сосредоточено внутри него, поэтому энергия (2) заключена в объеме соленоида и имеет с нем однородное распределение с постоянной объемной плотностью 

 (3) 
Формула (3) для объемной плотности энергии магнитного поля имеет вид, аналогичный выражению для объемной плотности энергии электростатического поля, с тем отличием, что электрические величины заменены в нем магнитными. Формула (3) выводилась для однородного поля, но она верна и для неоднородных полей. Формула (3) справедлива только для сред, для которых линейная зависимость В от Н , т.е. оно относится только к пара- и диамагнетикам. 
40.Колебательный контур без активного сопротивления. Свободные электрические колебания. Параметры колебаний.
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР – электрическая цепь, в которой могут происходить колебания с частотой, определяемой параметрами самой цепи. Простейший колебательный контур содержит катушку индуктивности и конденсатор, соединенный последовательно или параллельно. Если переключатель В (рис. 1) - разомкнут, то конденсатор С зарядится от батареи G до напряжения этой батареи. При замыкании переключателя конденсатор соединяется с катушкой индуктивности L. По мере разрядки конденсатора ток возрастает, и энергия электрического поля конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. Когда конденсатор полностью разрядится, напряжение на его обмотках станет равно нулю – ток в контуре максимальный. Сила, поддерживающая ток, теперь отсутствует, и он начинает уменьшаться. ЭДС самоиндукции обратной полярности увеличивается, и конденсатор заряжается с новой полярностью. Роль источника тока выполняет катушка индуктивности. По мере зарядки конденсатора напряжение на его обкладках возрастает, а ток в контуре убывает. После окончания зарядки конденсатор начинает заряжаться и процесс повторяется. 
Колеба́ния — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия. Например, при колебаниях маятника повторяются отклонения его в ту и другую сторону от вертикального положения; при колебаниях в электрическомколебательном контуре повторяются величина и направление тока, текущего через катушку.
Колебания почти всегда связаны с попеременным превращением энергии одной формы проявления в другую форму.
Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно взаимосвязаны c волнами. Поэтому исследованиями этих закономерностей занимается обобщённая теория колебаний и волн. Принципиальное отличие от волн: при колебаниях не происходит переноса энергии, это, так сказать, «местные» преобразования энергии.