- •I тема.
- •1. Закон сохранения электрического заряда
- •2. Закон Кулона
- •3. Электрическое поле. Напряженность
- •4. Поток вектора е. Теорема Гаусса
- •Теорема Гаусса
- •Применение теоремы Гаусса
- •Работа в электрическом поле
- •7. Потенциал
- •Работа при перемещении электрического заряда
- •8. Циркуляция и ротор электрического поля
- •9.Связь между е и
- •10. Поле диполя
- •11. Диполь во внешнем электрическом поле
- •12. Система зарядов: поле и энергия
- •13. Проводники в электрическом поле. Равновесие зарядов на проводнике
- •14. Электростатическая индукция
- •15. Электроемкость. Конденсаторы
- •16. Энергия заряженного проводника; конденсатора
- •17. Энергия электрического поля
- •Электрическое поле в диэлектриках
- •Поляризация диэлектриков. Поле внутри диэлектрика
- •1)Поляризация диэлектриков.
- •2)Поле внутри диэлектрика.
- •20. Объемные и поверхностные связанные заряды
- •21. Теорема Гаусса для поля в диэлектриках
- •26. Закон Ома; для неоднородного участка цепи
- •27. Правила Кирхгофа
- •28. Мощность тока
- •Мгновенная электр.Мощность
- •Дифференциальные выражения для электрической мощности
- •Мощность постоянного тока
- •Мощность переменного тока.
- •Активная мощность
- •Полная мощность
- •29. Закон Джоуля-Ленца
- •30. Классическая теория проводимости металлов
- •31. Вывод закона Ома в теории электропроводимости
- •32. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме Дифференциальная форма
- •33. Затруднения классической теории проводимости металлов
- •Термоэлектрические явления
- •Термоэлектронная эмиссия
- •1. Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля.
- •2. Поле движущегося заряда.
- •11. Явление электромагнитной индукции.
- •Правило Ленца. Эдс индукции.
- •Методы измерения магнитной индукции.
- •Токи Фуко. Скин-эффект.
- •15. Самоиндукция и взаимоиндукция. Индуктивность контура.
- •Энергия магнитного поля.
- •Магнитное поле в веществе.
- •18. Опыты Барнета, Штерна и Герлаха.
- •19. Диамагнетики в магнитном поле.
- •20. Парамагнетики в магнитном поле.
- •21. Ферромагнетики в магнитном поле.
- •26. Вихревое электрическое поле.
- •27. Ток смещения.
I тема.
1. Закон сохранения электрического заряда
При электризации выполняется закон сохранения заряда. Его в 1843 году сформулировал и подтвердил с помощью эксперимента Майкл Фарадей, английский химик и физик – экспериментатор. Этот закон выполняется для любой замкнутой системы. Примечание: Чтобы система зарядов была замкнутой, в нее не должны проникать дополнительные заряды снаружи, а принадлежащие этой системе заряды не должны ее покидать.
Сформулируем закон словами
Два электрически нейтральных тела можно наэлектризовать с помощью трения. Во время их электризации заряды перераспределяются между телами. Незначительная часть электронов переходит с одного тела на другое. Новые частицы не возникают, а существующие ранее не исчезают.
Сумма зарядов в замкнутой системе не изменяется.
Формула закона сохранения заряда
Пусть в замкнутой системе находится несколько заряженных частиц, к примеру, n штук.
Каждую частицу обозначим буквой q и пронумеруем.
Тогда с помощью формулы закон сохранения заряда можно записать так:
q1+q2+q3+…+qn=const
Заряд – скалярная величина, складывают такие величины алгебраически, каждый заряд записывают в формулу со своим знаком.
2. Закон Кулона
Закон Кулона Сила взаимодействия 2х неподвижных точечных зарядов пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Этот закон Кулон установил опытным путѐм, используя крутильные весы (1785 г.)
На тонкой кварцевой нити был подвешен горизонтальный стержень с маленьким заряженным шариком на конце. Второй заряженный шарик подносился к первому на некоторое расстояние в той же горизонтальной плоскости. В результате электростатических сил притяжения или отталкивания ( в зависимости от знаков обоих зарядов) упругая нить закручивалась на некоторый угол, тем больший, чем больше была сила взаимодействия между зарядами
Закон Кулона и принцип суперпозиции позволяют вычислить силу взаимодействия между заряженными телами, между заряженным телом и точечным зарядом.
Для этого надо:
Тела разбить на элементарные участки зарядом dq, которые можно считать точечными;
Найти силу взаимодействия между зарядами dq попарно по закону Кулона;
По принципу суперпозиции найти результирующую силу
3. Электрическое поле. Напряженность
Электростатическое поле
Совокупность значений физической величины в зависимости от координат образуют поле этой величины. Например, состояние тела можно описать полем температур Т(r). Так как температура – величина скалярная, то и поле температур – скалярное. Силовое взаимодействие частиц можно описать полем сил , которое является векторным, так как сила – величина векторная.
Электростатическое поле это способ описания взаимодействия электрических зарядов.
Однако это непросто формальное понятие, а реально существующий вид материи, который действует с силой на электрические заряды.
Напряженность электростатического поля.
Изучение свойств электростатического поля можно производить, помещая в окружающее пространство точечные заряды (называемые пробными) и рассматривая силы, действующие на эти пробные заряды. Отношение силы к величине пробного заряда q не зависит от величины заряда и может характеризовать данную точку поля.
Линии напряженности.
Линией напряженности называют линию, проведенную в электростатическом поле, для которой направления касательной в любой точке совпадают с направлением вектора напряженности поля.
Чтобы с помощью линий напряженности изобразить не только направление, но и величину напряженности поля, условились проводить на графиках линии напряженности с определенной густотой так, чтобы число линий напряженности, проходящих через единицу поверхности перпендикулярной к силовым линиям было численно равно величине напряженности поля в данном месте.
Поле, во всех точках которого напряженность имеет одно и тоже значение по величине и направлению, называется однородным.
Электрические силовые линии начинаются на положительных и оканчиваются на отрицательных зарядах (направление условное).
Если заряд изолирован, то силовые линии уходят в ∞ от положительного заряда и приходят из ∞ к отрицательному заряду
Однако существование изолированного заряда физически невозможно. В макроскопических объектах все вещество (и, по видимому, вся Вселенная) состоят из одинакового числа
положительных и отрицательных зарядов и поэтому электрически нейтрально. Отдельные тела могут быть заряжены, но это достигается пространственным разделением положительных и отрицательных зарядов.