Conductorii într-un câmp electric. Capacitatea electrică a conductorilor și condensatoarelor.
Distribuția sarcinilor pe conductor. Un conductor într-un câmp electric extern.
Capacitatea electrică a unui conductor solitar. Electricitatea mingii.
Condensatoare și capacitatea lor electrică. Conectarea secvențială și paralelă a condensatoarelor.
Energia câmpului electrostatic.
Distribuția sarcinilor pe conductor. Un conductor într-un câmp electric extern.
Cuvântul "conductor" în fizică este înțeles a fi un corp conductiv de orice dimensiune și formă, care conține încărcături libere (electroni sau ioni). Pentru claritate, vom lua în considerare metalele mai târziu.
Dacă un dirijor este informat despre o anumită încărcare q, atunci acesta va fi distribuit astfel încât condiția de echilibru să fie îndeplinită (deoarece, așa cum resping încărcările, ele se află pe suprafața conductorului).
Dacă sarcinile conductorului sunt în echilibru, rezultatul tuturor forțelor care acționează asupra fiecărei încărcări este zero:
în orice punct din interiorul conductorului E = 0.
la toate punctele din interiorul conductorului potențialul este constant.
pentru că la echilibru, încărcăturile nu se mișcă de-a lungul suprafeței conductorului, atunci lucrul la deplasarea lor este zero:
și anume suprafața conductorului este echipotențială.
pentru că liniile vectorului sunt perpendiculare pe suprafețele echipotențiale, liniile sunt perpendiculare pe suprafața conductorului.
Potrivit teoremei Gauss
Dacă S este suprafața unui conductor încărcat, atunci E = 0 în interiorul acestuia,
și anume încărcările se află pe suprafața conductorului.
6. Să vedem cum densitatea de încărcare a suprafeței este legată de curbura suprafeței.
Pentru o sferă încărcată
Densitatea sarcinii este determinată de curbura suprafeței conductorului: crește cu creșterea curburii pozitive (convexitatea) și scade cu curbura negativă (concavitate) crescătoare. Mai ales mare pe punctul. În același timp, ionii semnalelor și a electronilor care sunt prezenți în aer într-o cantitate mică sunt accelerați în apropierea vârfului de către un câmp puternic și lovesc atomii de gaz, ionizându-i. Se creează o regiune de încărcare spațială, din care ionii aceluiași semn ca vârful sunt împinși de câmp, tragând atomii gazului în spatele lor. Fluxul atomilor și al ionilor, îndreptat din punct, creează impresia unei "scurgerii de sarcini". În acest caz, punctul este tăiat de semnul opus care se încadrează pe el. Mișcarea tangibilă rezultată a gazului din punct este denumită "vântul electric".
Conductor într-un câmp electric extern:
Atunci când un conductor neîncărcat este introdus în câmp electric, electronii (încărcături libere) intră în mișcare, pe suprafața conductorului apar taxe induse, câmpul din interiorul conductorului este zero. Acesta este utilizat pentru protecția electrostatică, adică de protecție a dispozitivelor electrice și radio (și a celor umane) de influența câmpurilor electrostatice. Aparatul este înconjurat de un ecran conductiv (solid sau rețea). Câmpul extern este compensat în interiorul ecranului de câmpul de sarcini induse generate pe suprafața acestuia.
Capacitatea electrică a unui conductor solitar. Electricitatea mingii.
Dacă încărcarea conductorului crește de mai multe ori, potențialul la fiecare punct al câmpului din jurul conductorului va crește:
Capacitatea electrică a conductorului este numeric egală cu sarcina, care trebuie raportată conductorului pentru a-și modifica potențialul pe unitate.
1 F este capacitatea conductorului, care trebuie să fie informat despre încărcarea de 1 Cl pentru a schimba potențialul cu 1 V.
Capacitatea conductorului nu depinde de metalul din care este fabricat.
Capacitatea depinde de dimensiunea și forma conductorului, de mediul înconjurător și de prezența altor conductori. Într-un dielectric, capacitatea crește cu un factor de .
Să calculam capacitatea mingii:
Condensatoare și capacitatea lor electrică. Conectarea secvențială și paralelă a condensatoarelor.
Capacitatea conductorilor solari este scăzută, dar crește foarte mult cu o serie de conductori, deoarece potențialul scade datorită câmpului îndreptat opus încărcărilor induse.
Această circumstanță a făcut posibilă crearea dispozitivelor de condensatoare care, la potențiale mici față de corpurile din jur, acumulează ("condens") sarcini apreciabile asupra lor ("condens").
Un condensator este un sistem de două conductoare separate printr-un dielectric, amplasat la o distanță scurtă una de cealaltă.
Câmpul este concentrat în spațiul dintre plăci.
în formă: plat, cilindric, sferic;
prin tipul dielectric dintre plăci:
aer, hârtie, mica, ceramică;
După tipul de capacitate: capacitate constantă și variabilă.
- desemnări pe circuite radio
Capacitatea condensatorului este numeric egală cu sarcina, care trebuie raportată la una dintre plăci, astfel încât diferența de potențial între ele să fie schimbată cu una.
Depinde de dimensiunea și forma plăcilor, distanța și dielectricul dintre ele și nu depinde de materialul lor.
Capacitatea unui condensator plat:
S - suprafața plăcilor, d - distanța dintre ele.
Capacitatea unui condensator real este determinată de această formulă, cu cât este mai precis cu cât dimensiunea mai mică d este comparată cu dimensiunile liniare ale plăcilor.
a) Conectarea paralelă a condensatoarelor
prin legea conservării taxelor
b) conectarea în serie a condensatoarelor
Energia câmpului electrostatic.
Energia unui conductor încărcat.
Dacă există un conductor încărcat, încărcarea acestuia este de fapt "blocată" de aceleași încărcări elementare, adică un conductor încărcat are o potențială energie potențială de interacțiune a acestor încărcări elementare.
Dacă acest dirijor este informat cu privire la sarcina dq cu același nume cu acesta, va fi efectuată lucrarea negativă dA. a căror valoare mărește energia potențială a conductorului
unde este potențialul de la suprafața conductorului.
Atunci când conductorul neîncărcat al unei încărcări q este comunicat încărcării neîncărcate, energia potențială devine egală cu
B. Energia unui condensator încărcat.
Energia totală a unui condensator încărcat este egală cu munca care trebuie efectuată pentru încărcarea acestuia. Vom încărca condensatorul, transferând particulele încărcate de la o placă la cealaltă. Presupunem ca, ca urmare a unui astfel de transfer, ca intr-o anumita perioada de timp placile obtin o sarcina q, iar diferenta de potential dintre ele devine egala cu
Pentru a transfera următoarea porțiune de încărcare dq, este necesar să finalizați lucrarea
În consecință, energia totală folosită pentru încărcarea condensatorului
Toate aceste lucrări au mers pentru a crește potențialul de energie:
Densitatea în vrac a energiei câmpului electrostatic
Exprimăm energia câmpului electric al condensatorului în ceea ce privește cantitățile care caracterizează câmpul electric:
unde V = S d este volumul ocupat de câmp.
Formula (1) corelează energia condensatorului cu sarcina pe plăcile sale, formula (2) - cu intensitatea câmpului. Unde este energia localizată, care este purtătorul de energie - taxe sau câmpuri? Răspunsul rezultă din existența undelor electromagnetice care se propagă în spațiu de la transmițător la receptor și de transfer de energie. Posibilitatea unui astfel de transfer indică faptul că energia este localizată în câmp și transportată împreună cu ea. În limitele electrostaticei, este inutilă separarea energiei încărcării și a câmpului, deoarece câmpurile care sunt constante în timp și încărcăturile care le provoacă nu pot exista separat una de cealaltă.
Dacă câmpul este uniform (un condensator plat), energia închisă în el este distribuită într-un spațiu cu densitate constantă.
densitatea în vrac a energiei.
Arta similara:
Legea lui Coulomb. Câmp electrostatic
câmp electric extern. Energia de interacțiune a unui sistem de taxe fixe punctuale. 2. Energia unui conductor încărcat și a unui condensator încărcat.
Determinarea capacității condensatorului și a permitivității dielectricului
Lucrări de laborator >> Fizică
capacitatea condensatorului. CONTROLUL ÎNTREBĂRI 1. Ce este un condensator. Care este capacitatea electrică a conductorului. 2. Condensatorul de câmp electric este omogen.
Carte >> Industrie, fabricare
condensator. 4. Densitatea energetică volumetrică a câmpului electric pentru un conductor cilindric infinit încărcat uniform. 5. Densitatea energetică totală a câmpului electric.
Rezumat >> Industrie, producție
comportamentul conductorilor. amplasat într-un câmp electric. precum și aspecte legate de distribuirea tarifelor pentru conducători. capacitate electrică și condensatori. De asemenea.
Teză >> Informatică
permite crearea unui sistem oscilator electric. Energia stocată în condensatorul electric este transformată în energia câmpului magnetic din bobină.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: