Свойства диэлектриков в электростатическом поле.

Свойства диэлектриков проще всего описать, используя модель диполя - систему двух разноименных зарядов, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Под действием внешнего электрического поля диполи в веществе поворачиваются, если они уже существовали, или образуются новые диполи. В результате под действием внешнего электрического поля диполи выстраиваются так, что образуют структуру, электрическое поле которой направлено против внешнего электрического поля. На рисунке показано такое выстраивание диполей в плоской пластине, где внутри пластины заряды диполей компенсируются, а на ее двух поверхностях образуются заряды противоположных знаков. Такое явление называется поляризацией диэлектрика.

Физическая величина, которая показывает, во сколько раз электрическое поле внутри диэлектрика меньше, чем электрическое поле в вакууме при прочих равных условиях (то есть при неизменной системе свободных зарядов, задающих внешнее электрическое поле), получила название диэлектрической проницаемости диэлектрика.

Условия существования электрического тока. Законы Ома, Кирхгофа, Джоуля-Ленца.

Электри́ческий ток — направленное движение электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Условия существования электрического тока таковы: наличие свободных зарядов, источника тока, потребителя и замкнутой электрической цепи. Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения U на проводнике. Однородным называется участок цепи, в котором не действуют сторонние силы. Расчет разветвленных цепей упрощается, если пользоваться правилами Кирхгофа. Первое правило относится к узлам цепи. Узлом называется точка, в которой сходится более чем два тока. Токи, текущие к узлу, считается, имеют один знак (плюс или минус), от узла - имеют другой знак (минус или плюс). Первое правило Кирхгофа является выражением того факта, что в случае установившегося постоянного тока ни в одной точке проводника и ни на одном его участке не должны накапливаться электрические заряды и формулируется в следующем виде: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Второе правило Кирхгофа является обобщением закона Ома на разветвленные электрические цепи: в любом замкнутом контуре произвольной разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма падений напряжений (произведений сил токов на сопротивление) соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме эдс входящих в контур.

Закон Джоуля — Ленца — закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Закон Джоуля — Ленца: при протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил.

 

Сопротивление проводников. Причины его изменения.

Электрическим сопротивлением проводника, которое обозначается латинской буквой r, называется свойство тела или среды превращать электрическую энергию в тепловую при прохождении по нему электрического тока. Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника. Температура проводника также оказывает влияние на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные металлические сплавы (манганин, констаитан, никелин и др) с увеличением температуры своего сопротивления почти не меняют. Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) поперечного сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника. За единицу сопротивления принят один ом. Сопротивление однородного проводника постоянного сечения вычисляется по формуле:

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, L — длина проводника, а S — площадь сечения.

Электрический ток в жидкостях. Методы повышения проводимости жидкости.

Жидкости по степени электропроводности делятся на: диэлектрики (дистиллированная вода),
проводники (электролиты),
полупроводники (расплавленный селен). Электролит -это проводящая жидкость (растворы кислот, щелочей, солей и расплавленные соли).Разница между электрическим током в металлах и жидких проводниках заключается в том, что в металлах переносчиками зарядов являются только свободные электроны, т. е. отрицательные заряды, тогда как в электролитах электричество переносится разноименно заряженными частицами вещества — ионами, двигающимися в противоположных направлениях. Поэтому говорят, что электролиты обладают ионной проводимостью. Ионы в электролите движутся хаотически до тех пор, пока в жидкость не опускаются электроды, между которыми существует разность потенциалов. Тогда на хаотическое движение ионов накладывается их упорядоченное движение к соответствующим электродам и в электролите возникает эл. ток.