"Naelektrisanje električnog polja" - Kada su naelektrisani, elektroni se kreću od jednog tela do drugog. Vektor napetosti električno polje koju su stvorila dvojica identične naknade u tački C, usmjereno ... 1) Lijevo 2) Dolje 3) Gore 4) Desno. U drugom provodniku, pri kretanju istog naboja, električno polje vrši rad od 40 J. Nema interakcije privlačenja i odbijanja.

"Snaga i potencijal električnog polja" - Zašto ajkula brzo otkrije osobu u vodi? Ciljevi lekcije: Zašto ajkula brzo otkrije osobu koja je pala u vodu? Neki praktični primjeri primjene glavnih karakteristika električnog polja. Udaljenost između oblaka i zemlje je 2 km. Ponavljanje. Između oblaka i Zemlje nastala je potencijalna razlika od 4 GV.

"Električni naboj tijela" - Zakon održanja naelektrisanja 1.2. Interakcija električnih naboja u vakuumu. Pitanje i ranu isporuku ispiti 651 - 750 - tri!!! Zakon održanja naboja. Dakle, energija elektrostatičke interakcije je potencijalna energija. Pitanja i polaganje ispita samo u zakazano vrijeme, tj. Zakazano.

"Potencijal polja" - Potencijal elektrostatičko polje. Potencijalna vrijednost se razmatra u odnosu na odabrani nulti nivo. Sve tačke unutar provodnika imaju isti potencijal (=0). Svako elektrostatičko polje je potencijalno. Na zatvorenoj putanji rad elektrostatičkog polja je 0. Svojstva. Napetost unutar vodiča \u003d 0, što znači da je razlika potencijala unutar \u003d 0.

"Električno polje i njegov intenzitet" - Linije električnog polja počinju na pozitivnim nabojima i završavaju na negativnim. Zatezni vodovi za dvije ploče. Djeluje na električnih naboja sa malo snage. Prema Faradejevoj ideji, električni naboji ne djeluju direktno jedno na drugo. „Električno polje. Koje su vrste električnih naboja?

"Jačina električnog polja" - Jedinica napona u SI sistemu: [ U ] \u003d 1 B 1 volt je jednako električni napon u dijelu kruga gdje se, s protokom naboja jednakim 1 C, izvodi rad jednak 1 J: 1 V \u003d 1 J / 1 C. Godine 1979. u SAD je u laboratorijskim uslovima postignut najveći napon. Napon karakterizira električno polje koje stvara struja.

U ovoj temi ima ukupno 10 prezentacija

5. Elektrostatika

Coulomb's Law

1. Nabijena tijela su u interakciji. U prirodi postoje dvije vrste naboja, uslovno se nazivaju pozitivnim i negativnim. Naboji istog znaka (slično) se odbijaju, naboji suprotnih predznaka (suprotnih) se privlače. Jedinica naelektrisanja u SI sistemu je kulon (označeno

2. U prirodi postoji minimalna moguća naknada. On je zvao

elementarno i označeno sa e . Numerička vrijednost elementarnog naboja e ≈ 1,6 10–19 C, naboj elektrona q electr = –e, naboj protona q proton = +e. Sve naknade

in priroda su višestruki elementarnom naboju.

3. Električno izolovani sistem algebarski zbir naboja ostaje nepromijenjen. Na primjer, ako spojite dvije identične metalne kuglice s nabojima q 1 = 5 nCl = 5 10–9 C i q 2 = 1 nC, tada će se naboji distribuirati

između kuglica podjednako i naboj q svake od kuglica postaje jednak

q \u003d (q 1 + q 2) / 2 = 2 nC.

4. Naboj se naziva tačkasti naboj ako su njegove geometrijske dimenzije mnogo manje od udaljenosti na kojima se proučava uticaj ovog naboja na druga naelektrisanja.

5. Coulombov zakon određuje veličinu sile električna interakcija dva punjenja u fiksnoj tački q 1 i q 2 koji se nalaze na udaljenosti r jedan od drugog (slika 1)

Ovdje je F 12 sila koja djeluje na prvo punjenje od drugog, F 21 je sila,

djelujući na drugo naelektrisanje sa strane prvog, k ≈ 9 10 9 N m2 /Cl2 je konstanta u Coulombovom zakonu. U SI sistemu ova konstanta se obično piše kao

k = 4 πε 1 0 ,

gdje je ε 0 ≈ 8,85 10 − 12 F/m električna konstanta.

6. Sila interakcije dva tačkasta naelektrisanja ne zavisi od prisustva drugih naelektrisanih tela u blizini ovih naelektrisanja. Ova izjava se naziva principom superpozicije.

Vektor jačine električnog polja

1. Postavite tačkasto naelektrisanje q blizu nepokretnog naelektrisanog tela (ili nekoliko tela). Pretpostavićemo da je veličina naelektrisanja q toliko mala da ne izaziva kretanje naelektrisanja u drugim telima (takvo naelektrisanje se naziva probno naelektrisanje).

Sa strane naelektrisanog tijela, na stacionarni probni naboj q djelovat će sila F. U skladu sa Coulombovim zakonom i principom superpozicije, sila F će biti proporcionalna veličini naelektrisanja q. To znači da ako se vrijednost probnog naboja poveća, na primjer, za 2 puta, tada će se i vrijednost sile F povećati za 2 puta, ako se predznak naboja q obrne, tada će sila promijeniti smjer na suprotno. Ova proporcionalnost se može izraziti formulom

F = qE.

Vektor E naziva se vektor jačine električnog polja. Ovaj vektor zavisi od raspodele naelektrisanja u tijelima koja stvaraju električno polje, i

na poziciji tačke u kojoj je vektor E definisan na naznačen način. Možemo reći da je vektor jakosti električnog polja jednaka snazi djelujući na jedinicu pozitivan naboj postavljeno u dati poen prostor.

Definicija E G = F G /q se također može generalizirati na slučaj varijabilnih (vremenski zavisnih) polja.

2. Izračunajte vektor jakosti električnog polja stvoren nabojom u fiksnoj tački Q. Odaberimo neku tačku A koja se nalazi na udaljenosti r od tačka naboj Q. Da bismo odredili vektor intenziteta u ovoj tački, mi mentalno stavljamo pozitivni test naboj q u njega. Na

probni naboj iz točkastog naboja Q djelovat će kao privlačna ili odbojna sila, ovisno o predznaku naboja Q. Veličina ove sile je

F = k| Q| q. r2

Prema tome, modul vektora jakosti električnog polja stvorenog fiksnim nabojem Q u tački A udaljenoj od njega na udaljenosti r jednak je

E = k r |Q 2 |.

Vektor E G počinje u tački A i usmjeren je od naboja Q ako je Q > 0 i do naboja Q,

ako je Q< 0 .

3. Ako električno polje stvara više tačkastih naboja, tada se vektor intenziteta u proizvoljnoj tački može naći korištenjem principa superpozicije polja.

4. Linija sile (vektorska linija E) naziva se geometrijska linija,

tangenta na koju se u svakoj tački poklapa sa vektorom E u ovoj tački.

Drugim riječima, vektor E je usmjeren tangencijalno na liniju sile u svakoj od svojih tačaka. Liniji sile je dodijeljen smjer - duž vektora E. Slikarstvo linije sile je vizualna slika polja sile, daje ideju o prostornoj strukturi polja, njegovim izvorima, omogućava vam da odredite smjer vektora intenziteta u bilo kojoj točki.

5. Polje se naziva jednolično električno polje, vektor E koji je isti (po veličini i smjeru) u svim tačkama. Takvo polje stvara, na primjer, ravnomjerno nabijena ravan u tačkama koje se nalaze prilično blizu ove ravni.

6. Polje sfere jednoliko nabijene po površini je nula unutar sfere,

a izvan lopte poklapa se sa poljem tačkastog naboja Q se nalazi u centru lopte:

gdje je Q naboj lopte, R je njen polumjer, r je udaljenost od centra lopte do tačke, u

koji definira vektor E .

7. Kod dielektrika, polje je oslabljeno. Na primjer, točkasti naboj ili kugla jednoliko nabijena po površini, uronjena u ulje, stvara električno polje

E = k ε |r Q 2 |,

gdje je r udaljenost od tačkastog naboja ili centra kuglice do tačke gdje je određen vektor intenziteta, ε je dielektrična konstanta ulja. Dielektrična konstanta ovisi o svojstvima tvari. Dielektrična konstanta vakuuma ε = 1, dielektrična konstanta zraka je vrlo blizu jedinici (pri rješavanju zadataka obično se smatra jednakom 1), za ostale plinovite, tekuće i čvrsti dielektriciε > 1.

8. Kada su naelektrisanja u ravnoteži (ako nema njihovog pravilnog kretanja), jačina električnog polja unutar provodnika je nula.

Rad u električnom polju. Potencijalna razlika.

1. Polje fiksnih naboja (elektrostatičko polje) ima važno svojstvo: rad sila elektrostatičkog polja da pomjere ispitni naboj od neke tačke 1 do tačke 2 ne zavisi od oblika putanje, već je određen samo po pozicijama početne i krajnje tačke. Polja sa ovim svojstvom nazivaju se konzervativna. Svojstvo konzervativnosti omogućava vam da odredite takozvanu potencijalnu razliku za bilo koje dvije tačke polja.

Potencijalna razlikaϕ 1 − ϕ 2 u tačkama 1 i 2 jednak je omjeru rada A 12 sila polja da pomjeri ispitni naboj q od tačke 1 do tačke 2 do vrijednosti ovog naboja:

ϕ1 - ϕ2 =A q 12 .

Ovakva definicija razlike potencijala ima smisla samo zato što rad ne zavisi od oblika putanje, već je određen položajima početne i krajnje tačke putanje. U SI sistemu, razlika potencijala se mjeri u voltima: 1V = J / C.

Kondenzatori

1. Kondenzator se sastoji od dva provodnika (oni se nazivaju ploče), odvojenih jedan od drugog dielektričnim slojem (slika 2), i naelektrisanja jednog

ploče Q, a druga -Q. Naboj pozitivne ploče Q naziva se naboj kondenzatora.

2. Može se pokazati da je razlika potencijala ϕ 1 − ϕ 2 između ploča proporcionalna naboju Q, odnosno ako se, na primjer, naboj Q poveća za 2 puta, tada će se razlika potencijala povećati za 2 puta.

ε S

ϕ 1ϕ 2

Fig.2 Sl.3

Ova proporcionalnost se može izraziti formulom

Q \u003d C (ϕ 1 -ϕ 2),

gdje je C koeficijent proporcionalnosti između naboja kondenzatora i potencijalne razlike između njegovih ploča. Ovaj koeficijent se naziva kapacitivnost ili jednostavno kapacitivnost kondenzatora. Kapacitet ovisi o geometrijskim dimenzijama ploča, njihovim relativnu poziciju i permitivnost okruženje. Razlika potencijala se također naziva napon, koji se označava U. Onda

Q=CU.

3. Ravni kondenzator se sastoji od dvije ravne provodne ploče koje se nalaze paralelno jedna na drugu na udaljenosti d (slika 3). Pretpostavlja se da je ova udaljenost mala u odnosu na linearne dimenzije ploča. Površina svake ploče (kondenzatorske obloge) jednaka je S, naboj jedne ploče je Q, a druge Q.

Na određenoj udaljenosti od rubova, polje između ploča može se smatrati uniformnim. Stoga ϕ 1 -ϕ 2 = Ed, ili

U = Ed.

Kapacitet ravnog kondenzatora određuje se formulom

C = εε d 0 S ,

gdje je ε 0 \u003d 8,85 10–12 F / m električna konstanta, ε je dielektrična konstanta dielektrika između ploča. Iz ove formule se može vidjeti da je za dobivanje kondenzatora velikog kapaciteta potrebno povećati površinu ​​ploča i smanjiti razmak između njih. Prisustvo između ploča dielektrika s visokom permitivnošću ε također dovodi do povećanja kapacitivnosti. Uloga dielektrika između ploča nije samo povećanje dielektrične konstante. Također je važno da dobri dielektrici mogu izdržati visoko električno polje bez dopuštanja proboja između ploča.

U SI sistemu, kapacitivnost se mjeri u faradima. Ravni kondenzator od jednog farada bi bio gigantski. Površina svake ploče bila bi približno jednaka 100 km2 sa razmakom između njih od 1 mm. Kondenzatori se široko koriste u inženjerstvu, posebno za akumulaciju naboja.

4. Ako su ploče napunjenog kondenzatora zatvorene metalnim provodnikom, onda a struja i kondenzator će se isprazniti. Kada struja teče u vodiču, oslobađa se određena količina topline, što znači da napunjeni kondenzator ima energiju. Može se pokazati da je energija bilo kojeg nabijenog kondenzatora (ne nužno ravnog) dana kao

W = 1 2 CU2 .

Uzimajući u obzir da je Q = CU , formula energije se takođe može prepisati kao

W \u003d Q 2 \u003d QU.