Bài giảng Điện động lực học - Chương 3: Điện trưỡng tĩnh

Điện trường tĩnh là một trong những khái niệm cơ bản và quan trọng nhất trong lý thuyết điện từ học, đóng vai trò nền tảng để hiểu về tương tác tĩnh điện và các hiện tượng vật lý liên quan. Nghiên cứu về điện trường tĩnh không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách các điện tích đứng yên tạo ra trường lực, mà còn là bước khởi đầu thiết yếu để tiến tới các khái niệm phức tạp hơn như điện trường biến đổi theo thời gian và điện từ trường. Việc nắm vững các nguyên lý mô tả điện trường tĩnh, đặc biệt là thông qua hệ phương trình Maxwell và khái niệm thế vô hướng, là cực kỳ quan trọng đối với việc phân tích và thiết kế các hệ thống điện tử và vật liệu điện môi.

Sinh viên, kỹ sư, và nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật điện, điện tử và vật liệu, đặc biệt là những người đang học hoặc cần ôn tập kiến thức về điện từ học cơ bản.

Tài liệu này trình bày chi tiết về điện trường tĩnh, một loại trường mà các yếu tố trường và điện tích gắn với nó không thay đổi theo thời gian. Nội dung bắt đầu bằng việc đơn giản hóa hệ phương trình Maxwell cho môi trường vật chất trong điều kiện tĩnh, từ đó rút ra các phương trình cơ bản mô tả điện trường tĩnh. Tiếp theo, tài liệu tập trung vào khái niệm thế vô hướng của điện trường tĩnh, hay còn gọi là điện thế. Nó giải thích cách định nghĩa điện thế từ trường điện thông qua mối quan hệ E = -grad φ, và thảo luận về cách chọn gốc điện thế để xác định giá trị tuyệt đối. Đặc biệt, tài liệu trình bày cách tính toán điện thế cho các hệ điện tích khác nhau: từ điện tích điểm thông qua nguyên lý chồng chất, đến các phân bố điện tích liên tục như phân bố khối và phân bố mặt. Các phương pháp này cung cấp công cụ toán học mạnh mẽ để giải quyết các bài toán tĩnh điện, có ý nghĩa ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện và vật lý vật liệu.