Пусть τ — линейная плотность заряда нити. Выделим участок нити длиной Δ l и окружим его цилиндрической поверхностью, расположенной так, что ось цилиндра совпадает с нитью
Линии напряженности электростатического поля, создаваемого нитью в сечении, перпендикулярном самой нити, направлены перпендикулярно боковой поверхности цилиндра, поэтому поток напряженности сквозь боковую поверхность N=E⋅2πRΔl, где R — радиус цилиндра. Через оба основания цилиндра поток напряженности равен нулю (α = 90°, cos α = 0). Тогда полный поток напряженности через выделенный цилиндр
N=E⋅2πRΔl
Заряд, находящийся внутри этого цилиндра, q = τ · Δ l.
Согласно теореме Остроградского—Гаусса, можно записать E⋅2πRΔl=τΔlε0ε. Следовательно, модуль напряженности поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечно длинной нитью на расстоянии R от нее,
E=τ2πε0εR.
См.ПДФ
Электроемкость. Емкость шара
Для заряженного тела или заряженной системы вводят параметр, характеризующий способность тела накапливать заряд, — электроёмкость. Стандартное обозначение — , единица измерения — = Ф (Фарад). Электроёмкость численно равна отношению заряда тела/системы к потенциалу этого тела/системы. Для неизменной системы данный параметр является постоянным.
(1)
- — электроёмкость,
- — заряд тела/системы,
- — потенциал тела/системы.
Рассчитаем в качестве примера электроёмкость шара радиуса .
Потенциал шара:
(2)
- — диэлектрическая проницаемость среды (параметр, характеризующий способность среды проводить электрическое поле). Данный параметр является табличным.
- — электрическая постоянная ( Ф/м),
- — заряд шара,
- — радиус шара.
Подставим (2) в (1):