Графическое изображение электрических полей. Линии напряженности.

1. Электрические поля изображаются силовыми линиями или линиями напряженности.

Линии напряженности – это линии по касательным, к которым располагаются вектора сил, действующих на пробный положительный заряд или вектора напряженности.

Свойства линий напряженности:

А) Выходят из положительных зарядов, а входят в отрицательные заряды.

Б) Нигде не пересекаются.

В) Густота линий говорит об интенсивности электрического поля.

 

Изображение электрических полей

А) Электрическое поле изолированного положительного заряда

Б) Электрическое поле изолированного отрицательного заряда

В) Электрическое поле системы двух разноименных зарядов

Г) Электрическое поле системы двух одноименных зарядов

Д) Электрическое поле плоского конденсатора. Однородное электрическое поле

 

Вопрос

Работа электрического поля по перемещению заряда.

A_AB = F_ЭЛ ∙ AB ∙ cosα = F_ЭЛ ∙ AC

A_ACB = A_AC + A_CB = F_ЭЛ ∙ AC ∙ cos0 + F_ЭЛ ∙ CB ∙ cos90^О = F_ЭЛ ∙ AC

Вывод:

1. Работа электрического поля не зависит от формы траектории заряда, определяется его начальным положением и конечным.

2. Работа по перемещению заряда по замкнутому контуру равна 0.

Поля с такими свойствами называются потенциальными, значит электрическое поле – потенциально. И можно ввести характеристику потенциал.

Потенциал – это энергетическая характеристика электрического поля, она численно равна потенциальной энергии единичного положительного заряда данной точки поля.

Потенциал.

φ =

[φ]си = 1 = 1В (вольт)

Родственные потенциалу величины, разность потенциалов и напряжение.

φ₂ – φ₁ = Δφ = = φ

Δφ = U =

[U] = 1В

Потенциал точечного заряда. r

φ = K ∙

Взаимосвязь разности потенциалов или напряженности электрического поля.

 

Δφ = E ∙d U = E ∙ d

Вопрос

Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

 

1. Проводники вне электрического поля

Проводник в электрическом поле

Внутри проводника электрическое поле отсутствует (электростатическая защита от электрических полей)

 

2.Различают 2 вида диэлектриков с жесткими и мягкими диполями.

Диэлектрик с жесткими диполями вне электрического поля.

Диполь – это поляризованная молекула.

 

 

В электрическом поле

Диэлектрик с мягкими диполями вне электрического поля.

Диэлектрик с мягкими диполями в электрическом поле

Вывод: диэлектрик ослабляет внешнее электрическое поле в ε раз.

 

Вопрос

Электрическая емкость проводника. Конденсаторы.

Электрическая емкость – это характеристика проводника. Она численно равна заряду, который нужно сообщить проводнику, что бы его потенциал возрос на 1 единицу.

[C]си = 1Ф (Фарада)

1мкФ = 10^-6Ф

1пФ = 10^-12Ф

Электрическая емкость зависит от формы, размеров проводника, вида диэлектрика, но не зависит от материала проводника.

1. Особый интерес вызывают системы двух проводников разделенных диэлектриком – конденсаторы.

Конденсаторы - это накопители электрической энергии.

 

Виды конденсаторов:

 

1. По форме пластин

А) Плоский конденсатор

Б) Лейденская банка

В) Сферические

2. По виду диэлектрика

А) Воздушный

Б) Стеклянный

В) Бумажный

3. По емкости

А) Постоянный

Б) Переменный

 

 

Вопрос

Соединение конденсатора в батарее.

 

Последовательное	Параллельное

 

W_ЭЛ =

 

 

Вопрос

Электрический ток. Направление тока. Величины, характеризующие ток.

1. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

2. Направление тока

Различают истинное и техническое направление тока.

Истинное направление – это направление движения тех заряженных частиц, которое создают ток.

Техническое направление тока (которое отмечается в схемах) – это направление движения положительно заряженных частиц.

3. Скорость тока

Различают:

- Скорость направленного движения частиц (электронов)

- Под скоростью тока понимают скорость распространение электрического поля в цепи

4. Величины, характеризующие ток:

1. Сила тока – это величина численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени.

[I]си = 1

2. Плотность тока j

Вопрос

Условия возникновения тока. Внешний и внутренний участки цепи. ЭДС. Закон Ома для полной цепи (1 форма).

1.

Условия

1) Замкнутая цепь

2) Источник тока, который поддерживает электрическое поле в цепи.

2. Электрическую цепь делят на 2 части

1) Внутренний участок цепи (источник тока)

2) Внешний участок цепи (потребитель)

Источник тока характеризуется особой величиной - электродвижущей силой (ЭДС), которая родственна напряжению.

ЭДС – это величина, численно равная работе сторонних сил по перемещению единичного заряда на внутреннем участке цепи.

[E]си = 1В

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи:

ЭДС источника тока равна сумме напряжения на внешнем и на внутреннем участках цепи.

 

Вопрос