2016-12-11
Вычислить напряженность электрического поля, создаваемого тонкой, равномерно заряженной бесконечной прямолинейной нитью. Линейная плотность заряда (заряд, приходящийся на 1 м длины нити) равна $\tau$.
Решение:
В качестве замкнутой поверхности выбираем поверхность прямого кругового цилиндра высотой $l$ и радиуса $r$, ось которого совпадает с нитью. Из соображений симметрии ясно, что вектор напряженности электрического поля $E$ направлен вдоль луча, проходящего через нить перпендикулярно ей. Поток $\Phi$ складывается из потока через боковую поверхность $2 \pi rl E$ и потока через основания цилиндра, равного нулю ($\alphaа = \frac{ \pi}{2}$). Согласно теореме Гаусса:
$2 \pi rl E = \frac{1}{ \epsilon_{0}} l \tau$ (1)
или, окончательно:
$E = \frac{ \tau}{2 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{1}{r} = \frac{2k \tau}{r}$.