虚位移法
虚位移法的基本原理
库仑定律的表达式为：
在处理带电体系统时，直接使用库仑定律计算合力往往较为复杂，且当带电体数量较多时计算难度会大幅增加。虚位移法作为一种研究平衡问题的重要方法，它基于能量最小原理，能够有效简化求解过程。
在电场力问题中，当系统处于平衡状态时，所受合力为零，对任意微小的虚位移，系统的总功为零。这一方法不仅可以避免复杂的矢量运算，还能够处理带电体之间存在约束的情况。
广义坐标与广义力
在复杂的物理系统中，为了简化问题的分析，我们引入广义坐标的概念。广义坐标是描述系统构型的独立变量，可以是位置、角度等物理量。对于带约束的系统，广义坐标的选择可以自动满足约束条件。
用来确定带电导体形状、尺寸、相对位置的一组独立的几何量
与广义坐标相对应的是广义力，它是在该广义坐标方向上的力的度量。在电场力系统中，广义力可以通过电势能对广义坐标的偏导数来计算：
其中，Q_i是广义力，q_i是广义坐标，U是系统的电势能。
广义力：企图改变广义坐标的力
广义功的概念
广义功是广义力在广义位移上的乘积：
在这个公式中：
- δW: 广义功，表示系统所做的微小功
- : 广义力，指企图改变广义坐标的力
- : 广义坐标的微小变化（广义位移）
虚位移法的功能平衡关系
常电位系统（K闭合）
常电荷系统（K断开）
电场力是电场能量的（正负）方向导数
用常电位假设和常电荷假设算出来的结果一定是一样的
因为这个方法本身都是一个假设，都是“虚”的，算出来的结果一定一样
来自大学物理例题，当时没有提出系统的方法，但是思想方法是完全一样的
好题！好有意思！！其实考察的是静电场的能量
功能的观念：
电容器储能的变化量来自力所做的功
根据能量对位移的变化率反向来求力
解题思路：
位移为x
- 常电位系统：
- 假设电位为定值，通过电位求出电场能量
- 套用常电位系统的虚位移法公式
法拉第观点
电位移管
电位移管是电场中通过某一面元S周界上各点的 的集合。它是法拉第引入的一个重要概念，用于直观地描述电场的性质和分布。
电位移管一定是沿着的方向的！
电位移管和电场力
电磁场中的机械力，都可归结为电场内部的力。即电磁力通过媒质以连续的方式传递。
在电场中的每一段电位移管，沿其轴向受到纵张力，垂直于轴向受到侧压力，纵张力和侧压力的大小均为：
- 场域内的介质中存在着电场力，但是在同一均匀介质中并未表现出来
- 这是因为相同， 反向，纵张力或侧压力总是成对出现，相互抵消
- 只有不同介质的分界面上会有电场力
- 电场力方向总是从大的指向小的
