Вопрос № 3. Закон кулона. Сила взаимодействия между двумя диполями.

Вопрос №1

Электрическому заряду присущи следующие фундаментальные свойства:

1) Заряд существует в двух видах- положительный и отрицательный

2) В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется во времени (закон сохранения заряда)

3) Электрический заряд является релятивистским инвариантом- его величина не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от скорости заряженной частицы

4) Единица измерения заряда в системе СИ- Кулон. Элементарный заряд е= 1.60 ^-19 Кл

Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения заряда выполняется абсолютно точно. На данный момент его происхождение объясняют следствием принципа калибровочной инвариантности^[1][2]. Требованиерелятивистской инвариантности приводит к тому, что закон сохранения заряда имеет локальный характер: изменение заряда в любом наперёд заданном объёме равно потоку заряда через его границу. В изначальной формулировке был бы возможен следующий процесс: заряд исчезает в одной точке пространства и мгновенно возникает в другой. Однако такой процесс был бы релятивистски неинвариантен: из-за относительности одновременности в некоторых системах отсчёта заряд появился бы в новом месте до того, как исчез в предыдущем, а в некоторых — заряд появился бы в новом месте спустя некоторое время после исчезновения в предыдущем. То есть был бы отрезок времени, в течение которого заряд не сохраняется. Требование локальности позволяет записать закон сохранения заряда в дифференциальной и интегральной форме.

Элемента́рный электри́ческий заря́д — минимальная порция (квант) электрического заряда. Равен приблизительно 1,602 176 565(35)·10⁻¹⁹ Кл^[1] в системе СИ (и 4,803·10⁻¹⁰ ед. СГСЭ в системе СГС). Тесно связан с постоянной тонкой структуры, описывающей электромагнитное взаимодействие.

 

Вопрос №2

Электрический диполь — система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (), расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.
Плечо диполя — вектор , направленный по оси диполя (прямой, проходящей через оба заряда) от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между зарядами.
Электрический момент диполя (дипольный момент):
.
Напряженность поля диполя в произвольной точке (согласно принципу суперпозиции):

где и — напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами.Напряженность поля диполя на продолжении оси диполя в точке А:
.
Напряженность поля диполя на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины в точке B:
.

 

Вопрос №11

Силовые линии разделяют на распределительные, непосредственно питающие один или несколько ЭП, и питающие, которые питают группу электроприемников, но непосредственно к ним не подключаются.

Сечение по допустимому нагреву выбирают по условию:

 

, (66)

 

где – максимальный рабочий (расчетный) ток нагрузки, А; – длительно допустимый ток, А; – поправочный коэффициент, учитывающий реальные условия охлаждения проводника и зависящий от температуры окружающей среды и способа прокладки.

За расчетный ток нагрузки линии, питающей одиночный электроприемник, принимается номинальный ток нагрузки этого ЭП:

, А. (67)

 

Для линии, питающей многодвигательный агрегат с одновременным пуском электродвигателей, расчетный ток нагрузки равен сумме номинальных токов двигателей:

 

, А. (68)

 

Вопрос №17

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение

Вопрос №1

Электрическому заряду присущи следующие фундаментальные свойства:

1) Заряд существует в двух видах- положительный и отрицательный

2) В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется во времени (закон сохранения заряда)

3) Электрический заряд является релятивистским инвариантом- его величина не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от скорости заряженной частицы

4) Единица измерения заряда в системе СИ- Кулон. Элементарный заряд е= 1.60 ^-19 Кл

Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения заряда выполняется абсолютно точно. На данный момент его происхождение объясняют следствием принципа калибровочной инвариантности^[1][2]. Требованиерелятивистской инвариантности приводит к тому, что закон сохранения заряда имеет локальный характер: изменение заряда в любом наперёд заданном объёме равно потоку заряда через его границу. В изначальной формулировке был бы возможен следующий процесс: заряд исчезает в одной точке пространства и мгновенно возникает в другой. Однако такой процесс был бы релятивистски неинвариантен: из-за относительности одновременности в некоторых системах отсчёта заряд появился бы в новом месте до того, как исчез в предыдущем, а в некоторых — заряд появился бы в новом месте спустя некоторое время после исчезновения в предыдущем. То есть был бы отрезок времени, в течение которого заряд не сохраняется. Требование локальности позволяет записать закон сохранения заряда в дифференциальной и интегральной форме.

Элемента́рный электри́ческий заря́д — минимальная порция (квант) электрического заряда. Равен приблизительно 1,602 176 565(35)·10⁻¹⁹ Кл^[1] в системе СИ (и 4,803·10⁻¹⁰ ед. СГСЭ в системе СГС). Тесно связан с постоянной тонкой структуры, описывающей электромагнитное взаимодействие.

 

Вопрос №2

Электрический диполь — система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (), расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.
Плечо диполя — вектор , направленный по оси диполя (прямой, проходящей через оба заряда) от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между зарядами.
Электрический момент диполя (дипольный момент):
.
Напряженность поля диполя в произвольной точке (согласно принципу суперпозиции):

где и — напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами.Напряженность поля диполя на продолжении оси диполя в точке А:
.
Напряженность поля диполя на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины в точке B:
.

 

Вопрос № 3. Закон Кулона. Сила взаимодействия между двумя диполями.

Закон Кулона - сила взаимодействия точечных зарядов в вакууме пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

 

 

K– коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц.

Кул о на зак о н, один из основных законов электростатики, установлен Ш. Кулоном в 1785 опытным путём с помощью изобретённых им крутильных весов.Закон Кулона в основных чертах подобен закону всемирного тяготения Ньютона, в соответствии с которым все тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и направленной вдоль прямой, соединяющей эти тела.При всей внешней схожести формулировок этих законов между ними имеются серьезные различия.
Качественное различие заключаются в том, что заряженные тела притягиваются или отталкиваются – в зависимости от знаков их зарядов, тогда как между массами существует только гравитационное притяжение.

Рассмотрим возможные силы взаимодействия между двумя диполями.

Если два диполя расположены на одной прямой и одинаково ориентированы
то они притягиваются с силой обратно пропорциональной третьей степени расстояния между ними, установка диполей в "хвост".
Аналогичная сила действует между двумя противоположно направленными диполями, расположенными на параллельных прямых, на кратчайшем расстоянии друг от друга. В обоих случаях они ориентируются так, чтобы энергия системы стала минимальной.