Теорема Гауса для диэлектрического поля в диелектрике. Вектор Электрического смещения.

Теорема Гауса для диэлектрического поля в диелектрике. Вектор Электрического смещения.

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике:

т. е. поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов. В такой форме теорема Гаусса справедлива для электростатического поля как для однородной и изотропной, и для неоднородной и анизотропной сред. Для вакуума , тогда поток вектора напряженности Е сквозь произвольную замкнутую поверхность равен Так как источниками поля Е в среде являются как свободные, так и связан заряды, то теорему Гаусса для поля Е в самом общем виде можно записать где и — соответственно алгебраические суммы свободных и связанных зарядов, охватываемых замкнутой поверхностью S.

Напряженность электростатического поля, , зависит от свойств среды: в однородной изотропной среде напряженность поля Е обратно пропорциональна . Вектор напряженности Е, переходя через границу диэлектриков, претерпевает скачко­образное изменение, создавая тем самым неудобства при расчетах электростатических полей. Поэтому оказалось необходимым помимо вектора напряженности характеризо­вать поле еще вектором электрического смещения, который для электрически изотроп­ной среды, по определению, равен . Используя формулы и , вектор электрического смещения можно выразить как

Единица электрического смещения — кулон на метр в квадрате (Кл/м²).

 

Электрический ток проводимости в металлах, его характеристики и условия существования. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику. (A=U*I*t)

Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени
и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. (P=A/t)

 

Q = A = U  ×  I  ×  t = I ² ×  R  ×  t - закон Джоуля-Ленца в интегральной форме

- закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

Закон Ома — физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника.

Закон Ома для полной цепи: , где: — ЭДС источника напряжения(В), — сила тока в цепи (А), — сопротивление всех внешних элементов цепи (Ом), — внутреннее сопротивление источника напряжения (Ом).

 

Электрический ток — движение свободных электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. В газах — это ионы и электроны. (Ион - одноатомная или многоатомная электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения атомом или молекулой одного или нескольких электронов. Электрон — стабильная, отрицательно заряженная элементарная частица.)

Газовый разряд — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии. Обычно протекание тока становится возможным только после достаточной ионизации газа и образования плазмы.

Электропроводность газов. Газы при небольших значениях напряженности электрического поля обладают очень малой проводимостью. Ток в газах может возникнуть только при наличии в них ионов или свободных электронов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием внешних факторов, либо вследствие соударений ионизированных частиц самого газа, ускоренных электрическим полем, с молекулами газа (ударная ионизация).

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов).

 

Работа выхода — разница между минимальной энергией (обычно измеряемой в электрон-вольтах), которую необходимо сообщить электрону для его «непосредственного» удаления из объёма твёрдого тела, и энергией Ферми.

Эффект Томсона — одно из термоэлектрических явлений, заключающееся в том, что в однородном неравномерно нагретом проводнике с постоянным током, дополнительно к теплоте, выделяемой в соответствии с законом Джоуля — Ленца, в объёме проводника будет выделяться или поглощаться дополнительная теплота Томсона в зависимости от направления тока. Количество теплоты Томсона пропорционально силе тока, времени и перепаду температур, зависит от направления тока.

 

 

Теорема Гауса для диэлектрического поля в диелектрике. Вектор Электрического смещения.

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике:

т. е. поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов. В такой форме теорема Гаусса справедлива для электростатического поля как для однородной и изотропной, и для неоднородной и анизотропной сред. Для вакуума , тогда поток вектора напряженности Е сквозь произвольную замкнутую поверхность равен Так как источниками поля Е в среде являются как свободные, так и связан заряды, то теорему Гаусса для поля Е в самом общем виде можно записать где и — соответственно алгебраические суммы свободных и связанных зарядов, охватываемых замкнутой поверхностью S.

Напряженность электростатического поля, , зависит от свойств среды: в однородной изотропной среде напряженность поля Е обратно пропорциональна . Вектор напряженности Е, переходя через границу диэлектриков, претерпевает скачко­образное изменение, создавая тем самым неудобства при расчетах электростатических полей. Поэтому оказалось необходимым помимо вектора напряженности характеризо­вать поле еще вектором электрического смещения, который для электрически изотроп­ной среды, по определению, равен . Используя формулы и , вектор электрического смещения можно выразить как

Единица электрического смещения — кулон на метр в квадрате (Кл/м²).