"Ngarkesa e fushës elektrike" - Kur elektrizohen, elektronet lëvizin nga një trup në tjetrin. Vektori i tensionit fushe elektrike krijuar nga dy tarifa identike në pikën C, drejtuar ... 1) Majtas 2) Poshtë 3) Lart 4) Djathtas. Në përcjellësin e dytë, kur lëviz të njëjtën ngarkesë, fusha elektrike bën punën prej 40 J. Nuk ka ndërveprim tërheqje-zmbrapsjeje.

"Forca dhe potenciali i fushës elektrike" - Pse një peshkaqen zbulon shpejt një person në ujë? Objektivat e mësimit: Pse një peshkaqen gjen shpejt një person që ka rënë në ujë? Disa shembuj praktik të zbatimit të karakteristikave kryesore të fushës elektrike. Distanca midis resë dhe tokës është 2 km. Përsëritje. Një ndryshim potencial prej 4 GV u ngrit midis resë dhe Tokës.

"Ngarkesa elektrike e trupit" - Ligji i ruajtjes së ngarkesës 1.2. Ndërveprimi i ngarkesave elektrike në vakum. Pyetje dhe dorëzimi i hershëm provimet 651 - 750 - tre!!! Ligji i ruajtjes së ngarkesës. Prandaj, energjia e bashkëveprimit elektrostatik është energji potenciale. Pyetjet dhe dhënia e provimit vetëm në kohën e caktuar, d.m.th. I planifikuar.

"Field Potential" - Potencial fushë elektrostatike. Vlera e mundshme konsiderohet në lidhje me nivelin zero të zgjedhur. Të gjitha pikat brenda përcjellësit kanë të njëjtin potencial (=0). Çdo fushë elektrostatike është potenciale. Në një trajektore të mbyllur, puna e fushës elektrostatike është 0. Vetitë. Tensioni brenda përcjellësit \u003d 0, që do të thotë se diferenca potenciale brenda \u003d 0.

"Fusha elektrike dhe intensiteti i saj" - Linjat e fushës elektrike fillojnë me ngarkesa pozitive dhe përfundojnë me ngarkesa negative. Linjat e tensionit për dy pllaka. Vepron në ngarkesat elektrike me pak forcë. Sipas idesë së Faradeit, ngarkesat elektrike nuk veprojnë drejtpërdrejt mbi njëra-tjetrën. "Fushe elektrike. Cilat janë llojet e ngarkesave elektrike?

"Forca e fushës elektrike" - Njësia e tensionit në sistemin SI: [ U ] \u003d 1 B 1 Volt është e barabartë me tensionit elektrik në seksionin e qarkut ku, me rrjedhën e një ngarkese të barabartë me 1 C, puna kryhet e barabartë me 1 J: 1 V \u003d 1 J / 1 C. Në vitin 1979, tensioni më i lartë u arrit në SHBA në kushte laboratorike. Tensioni karakterizon fushën elektrike të krijuar nga rryma.

Janë gjithsej 10 prezantime në temë

5. Elektrostatika

Ligji i Kulombit

1. Trupat e ngarkuar ndërveprojnë. Në natyrë, ekzistojnë dy lloje të ngarkesave, ato quhen me kusht pozitive dhe negative. Akuzat e së njëjtës shenjë (si) zmbrapsin, akuzat e shenjave të kundërta (të kundërta) tërheqin. Njësia e ngarkesës në sistemin SI është kulomb (e shënuar

2. Në natyrë, ekziston një tarifë minimale e mundshme. Ai quhet

elementare dhe shënohet me e . Vlera numerike e ngarkesës elementare e ≈ 1,6 10–19 C, Ngarkesa e elektronit q elektrik = –e, ngarkesa e protonit q proton = +e. Të gjitha tarifat

në natyra janë shumëfisha të ngarkesës elementare.

3. Në elektrike sistem i izoluar shuma algjebrike e ngarkesave mbetet e pandryshuar. Për shembull, nëse lidhni dy topa identikë metalikë me ngarkesa q 1 \u003d 5 nCl \u003d 5 10–9 C dhe q 2 \u003d - 1 nC, atëherë tarifat do të shpërndahen

ndërmjet topave në mënyrë të barabartë dhe ngarkesa q e secilit prej topave bëhet e barabartë

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

4. Ngarkesa quhet ngarkesë pikësore nëse dimensionet e saj gjeometrike janë shumë më të vogla se distancat në të cilat studiohet efekti i kësaj ngarkese në ngarkesat e tjera.

5. Ligji i Kulombit përcakton madhësinë e forcës ndërveprimin elektrik dy tarifa me pikë fikse q 1 dhe q 2 të vendosura në një distancë r nga njëra-tjetra (Fig. 1)

Këtu F 12 është forca që vepron në ngarkesën e parë nga e dyta, F 21 është forca,

duke vepruar në ngarkesën e dytë nga ana e së parës, k ≈ 9 10 9 N m2 /Cl2 është një konstante në ligjin e Kulombit. Në sistemin SI, kjo konstante zakonisht shkruhet si

k = 4 pe 1 0 ,

ku ε 0 ≈ 8,85 10 − 12 F/m është konstanta elektrike.

6. Forca e bashkëveprimit të dy ngarkesave pika nuk varet nga prania e trupave të tjerë të ngarkuar pranë këtyre ngarkesave. Kjo deklaratë quhet parimi i mbivendosjes.

Vektori i fuqisë së fushës elektrike

1. Vendosni një ngarkesë pikësore q pranë një trupi të ngarkuar të palëvizshëm (ose disa trupave). Do të supozojmë se madhësia e ngarkesës q është aq e vogël sa nuk shkakton lëvizjen e ngarkesave në trupa të tjerë (një ngarkesë e tillë quhet ngarkesë provuese).

Nga ana e një trupi të ngarkuar, një forcë F do të veprojë në një ngarkesë testuese të palëvizshme q. Në përputhje me ligjin e Kulombit dhe parimin e mbivendosjes, forca F do të jetë proporcionale me madhësinë e ngarkesës q. Kjo do të thotë që nëse vlera e ngarkesës së provës rritet, për shembull, me 2 herë, atëherë vlera e forcës F gjithashtu do të rritet me 2 herë, nëse shenja e ngarkesës q është e kundërt, atëherë forca do të ndryshojë drejtimin. në të kundërtën. Ky proporcion mund të shprehet me formulën

F = qE.

Vektori E quhet vektor i fuqisë së fushës elektrike. Ky vektor varet nga shpërndarja e ngarkesave në trupat që krijojnë fushën elektrike, dhe

në pozicionin e pikës në të cilën vektori E është përcaktuar në mënyrën e treguar. Mund të themi se vektori i forcës së fushës elektrike e barabartë me forcën duke vepruar në një njësi ngarkesë pozitive vendosur në pikë e dhënë hapësirë.

Përkufizimi i E G = F G /q mund të përgjithësohet edhe në rastin e fushave të ndryshueshme (të varura nga koha).

2. Llogaritni vektorin e fuqisë së fushës elektrike të krijuar nga një ngarkesë me pikë fikse Q . Le të zgjedhim një pikë A të vendosur në një distancë r nga tarifë pikë P. Për të përcaktuar vektorin e intensitetit në këtë pikë, ne vendosim mendërisht një ngarkesë testuese pozitive q në të. Në

Një ngarkesë provë nga një ngarkesë pikë Q do të ketë një forcë tërheqëse ose refuzuese, në varësi të shenjës së ngarkesës Q. Madhësia e kësaj force është

F = k| P| q. r2

Prandaj, moduli i vektorit të forcës së fushës elektrike i krijuar nga një ngarkesë me pikë fikse Q në një pikë A të largët prej saj në një distancë r është e barabartë me

E = k r |Q 2 |.

Vektori E G fillon në pikën A dhe drejtohet nga ngarkesa Q nëse Q > 0 dhe nga ngarkesa Q,

nëse Q< 0 .

3. Nëse fusha elektrike krijohet nga ngarkesa me disa pika, atëherë vektori i intensitetit në një pikë arbitrare mund të gjendet duke përdorur parimin e mbivendosjes së fushave.

4. Vija e forcës (vija vektoriale E) quhet një vijë gjeometrike,

tangjentja me të cilën në çdo pikë përkon me vektorin E në këtë pikë.

Me fjalë të tjera, vektori E drejtohet tangjencialisht në vijën e forcës në secilën nga pikat e tij. Linjës së forcës i caktohet një drejtim - përgjatë vektorit E. Pikturë linjat e forcësështë një imazh vizual i fushës së forcës, jep një ide për strukturën hapësinore të fushës, burimet e saj, ju lejon të përcaktoni drejtimin e vektorit të intensitetit në çdo pikë.

5. Një fushë quhet një fushë elektrike uniforme, vektor E që është e njëjtë (në madhësi dhe drejtim) në të gjitha pikat. Një fushë e tillë krijohet, për shembull, nga një aeroplan i ngarkuar në mënyrë uniforme në pika të vendosura mjaft afër këtij rrafshi.

6. Fusha e një sfere të ngarkuar në mënyrë uniforme mbi sipërfaqe është zero brenda sferës,

a jashtë topit përkon me fushën e një ngarkese pikë Q e vendosur në qendër të topit:

ku Q është ngarkesa e topit, R është rrezja e tij, r është distanca nga qendra e topit në pikën, në

i cili përcakton vektorin E.

7. Në dielektrikë, fusha është e dobësuar. Për shembull, një ngarkesë me pikë ose një sferë e ngarkuar në mënyrë uniforme mbi sipërfaqe, e zhytur në vaj, krijon një fushë elektrike

E = k ε |r Q 2 |,

ku r është distanca nga ngarkesa e pikës ose qendra e topit deri në pikën ku përcaktohet vektori i intensitetit, ε është konstanta dielektrike e vajit. Konstanta dielektrike varet nga vetitë e substancës. Konstanta dielektrike e vakumit ε = 1, konstanta dielektrike e ajrit është shumë afër unitetit (kur zgjidhen problemet, zakonisht konsiderohet e barabartë me 1), për gazrat e tjerë, të lëngët dhe dielektrikë të ngurtëε > 1.

8. Kur ngarkesat janë në ekuilibër (nëse nuk ka lëvizje të rregullt të tyre), forca e fushës elektrike brenda përçuesve është zero.

Puna në një fushë elektrike. Diferencë potenciale.

1. Fusha e ngarkesave fikse (fusha elektrostatike) ka një veti të rëndësishme: puna e forcave të fushës elektrostatike për të lëvizur ngarkesën e provës nga një pikë 1 në pikën 2 nuk varet nga forma e trajektores, por përcaktohet. vetëm nga pozicionet e pikave të fillimit dhe të fundit. Fushat me këtë veti quhen konservatore. Vetia e konservatorizmit ju lejon të përcaktoni të ashtuquajturin ndryshim potencial për çdo dy pika të fushës.

Diferencë potencialeϕ 1 − ϕ 2 në pikat 1 dhe 2 është e barabartë me raportin e punës A 12 të forcave të fushës për të lëvizur ngarkesën e provës q nga pika 1 në pikën 2 në vlerën e kësaj ngarkese:

ϕ1 - ϕ2 =A q 12 .

Një përkufizim i tillë i ndryshimit të mundshëm ka kuptim vetëm sepse puna nuk varet nga forma e trajektores, por përcaktohet nga pozicionet e pikave fillestare dhe përfundimtare të trajektoreve. Në sistemin SI, diferenca e potencialit matet në volt: 1V = J / C.

Kondensatorë

1. Kondensatori përbëhet nga dy përçues (ata quhen pllaka), të ndarë nga njëri-tjetri nga një shtresë dielektrike (Fig. 2) dhe ngarkesa e një

pllaka Q, dhe tjetra -Q. Ngarkesa e pllakës pozitive Q quhet ngarkesë e kondensatorit.

2. Mund të tregohet se diferenca potenciale ϕ 1 − ϕ 2 midis pllakave është proporcionale me ngarkesën Q, domethënë nëse, për shembull, ngarkesa Q rritet me 2 herë, atëherë diferenca potenciale do të rritet me 2. herë.

εS

ϕ 1ϕ 2

Fig.2 Fig.3

Ky proporcion mund të shprehet me formulën

Q \u003d C (ϕ 1 -ϕ 2),

ku C është koeficienti i proporcionalitetit midis ngarkesës së kondensatorit dhe ndryshimit të potencialit midis pllakave të tij. Ky koeficient quhet kapaciteti ose thjesht kapaciteti i kondensatorit. Kapaciteti varet nga dimensionet gjeometrike të pllakave, të tyre pozicioni relativ dhe lejueshmëria mjedisi. Diferenca potenciale quhet gjithashtu tension, i cili shënohet U. Pastaj

Q=CU.

3. Një kondensator i sheshtë përbëhet nga dy pllaka të sheshta përcjellëse të vendosura paralelisht me njëra-tjetrën në një distancë d (Fig. 3). Kjo distancë supozohet të jetë e vogël në krahasim me dimensionet lineare të pllakave. Sipërfaqja e secilës pllakë (veshja e kondensatorit) është e barabartë me S, ngarkesa e njërës pllakë është Q, dhe tjetra është Q.

Në një distancë nga skajet, fusha midis pllakave mund të konsiderohet uniforme. Prandaj ϕ 1 -ϕ 2 = Ed, ose

U = Ed.

Kapaciteti i një kondensatori të sheshtë përcaktohet nga formula

C = εε d 0 S ,

ku ε 0 \u003d 8,85 10–12 F / m është konstanta elektrike, ε është lejueshmëria e dielektrikut midis pllakave. Nga kjo formulë mund të shihet se për të marrë një kondensator me kapacitet të lartë, është e nevojshme të rritet sipërfaqja e pllakave dhe të zvogëlohet distanca midis tyre. Prania midis pllakave të një dielektrike me lejueshmëri të lartë ε gjithashtu çon në një rritje të kapacitetit. Roli i dielektrikut midis pllakave nuk është vetëm rritja e konstantës dielektrike. Është gjithashtu e rëndësishme që dielektrikët e mirë t'i rezistojnë një fushe të lartë elektrike pa lejuar ndarjen midis pllakave.

Në sistemin SI, kapaciteti matet në farad. Një kondensator i sheshtë me një farad do të ishte gjigant. Sipërfaqja e secilës pllakë do të ishte afërsisht e barabartë me 100 km2 me një distancë ndërmjet tyre prej 1 mm. Kondensatorët përdoren gjerësisht në inxhinieri, në veçanti, për akumulimin e ngarkesave.

4. Nëse pllakat e një kondensatori të ngarkuar mbyllen me përçues metalik, atëherë a elektricitet dhe kondensatori do të shkarkohet. Kur një rrymë rrjedh në një përcjellës, lirohet një sasi e caktuar nxehtësie, që do të thotë se një kondensator i ngarkuar ka energji. Mund të tregohet se energjia e çdo kondensatori të ngarkuar (jo domosdoshmërisht të sheshtë) jepet nga

W = 1 2 CU2 .

Duke marrë parasysh se Q = CU , formula e energjisë mund të rishkruhet gjithashtu si

W \u003d Q 2 \u003d QU.