- •Электростатическое поле
- •Напряженность электростатического поля
- •Силовая линия
- •Принцип суперпозиции.
- •Уравнение Пуассона
- •Энергия системы неподвижных зарядов
- •Поле в близи пов-ти проводника
- •Электроемкость
- •Энергия заряж. Проводника и кондесатора
- •Плотность энергии электростат. Поля
- •Вектор индукции магнитного поля
- •Закон Био-Савара-Лапласа
- •Принцип суперпоз. Маг. Полей
- •Расчет маг. Поля соленоида и тороида.
- •Намагниченность вещества
- •Поток вектора магнитной индукции.
- •Магнитный момент конт. С током
- •Контур с током в магнитном поле
Поле в близи пов-ти проводника
Вблизи внешней стороны поверхности проводника вектор напряженности в любой точке направлен перпендикулярно к поверхности. Если проводник расположен в вакууме, то модуль напряженности поля равенE = .
Электроемкость
Физическая величина, определяемая отношением заряда q одной из пластин конденсатора к напряжению между обкладками конденсатора, называется электроемкостью конденсатора: При неизменном расположении пластин электроемкость конденсатора является постоянной величиной при любом заряде на пластинах.Единица электроемкости— фарад .
№10
Ёмк-ти пл., сф., и цил. кон-ров
Емкость плоского конденсатора.
где
S - величина поверхности одной пластины (меньшей, если они не равны)
d - расстояние между пластинами
ε - диэлектрическая проницаемость материала, находящегося между обкладками
Емкость циллиндрического конденсатора и коаксиального кабеля.
где
b - радиус внешнего цилиндра
a - радиус внутреннего цилиндра
l - длина конденсатора
Емкость сферического конденсатора.
где
a и b - радиусы внутренней и внешней сфер.
№11
Энергия заряж. Проводника и кондесатора
заряд сосредоточивается на поверхности проводника, причем поверхность проводника эквипотенциальна. Разбивая эту поверхность на маленькие участки, каждый из которых имеет заряд Δq, и учитывая, что потенциал в месте расположения каждого из зарядов одинаков, имеем
|
Энергия заряженного конденсатора
Пусть заряд +q находится на обкладке с потенциалом φ1 а заряд -q на обкладке с потенциалом φ2. Тогда на основании тех же рассуждений, которые привели к выражению (6.7), получим
Плотность энергии электростат. Поля
Энергия однородного поля пропорциональна объему, занимаемому полем. В связи с этим говорят об энергии единицы объема поля (объемной плотности энергии — we). . В СИ единицей объемной плотности энергии является джоуль на кубический метр (Дж/м3).
Тогда
№12
носители тока в средах
носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика – порядка 1028 1/м3.
Ток в жидкостях: Носителями свободных зарядов являются ионы электролитов
Ток в газах: Свободные электроны и положительные ионы.
Ток в вакууме: В создании тока в вакууме участвуют электроны
Ток в полупроводниках: носителями являются электроны.
сила и плотность тока
Сила тока определяется количеством заряда проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени. I=dQ/dt. Плотность тока физическая величина определяемая силой тока проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника:
уравнение непрерывности
Классический вид уравнения непрерывности выглядит так: ∂ρ/∂t + div (ρv) = 0 ( 2 ) или div (ρv) = − ∂ρ/∂t . где ρ = dQ/dV − объемная плотность жидкости (текучей среды); v − скорость потока среды в данной точке.
эл. поле внутри проводника с током
Для электростатических явлений поле внутри проводника равно нулю: E→in ≡ 0 .
Механизм исчезновения электрического поля в проводниках связан со смещением свободных зарядов ровно настолько, чтобы как раз компенсировать внешнее электрическое поле, если таковое имеется. При изменении внешнего поля свободные заряды в проводнике перераспределяются, а в момент перераспределения в проводнике течет ток.
силовые линии эл. поля и линии тока
Силовой линией электрического поля называется линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором напряженности поля.
Линия тока - линия в поле течения, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора скорости в этой точке в данный момент времени. Через каждую точку пространства можно провести только одну Л. т. за исключением особых точек уравнения.
№13
Сторонние силы
Для протекания тока в течение продолжительного времени на заряды в электрической цепи должны действовать силы, отличные по природе от сил электростатического поля, такие силы получили название сторонних сил. Эти силы могут быть обусловлены химическими процессами, диффузией носителей тока в неоднородной среде, электрическими (но не электростатическими) полями, порождаемыми переменными во времени магнитными полями, и т. д. Всякое устройство, в котором возникают сторонние силы, называется источником электрического тока.
З. Ома и Дж.-Ленца в инт. и дифф. форме.
- закон Джоуля-Ленца в интегральной форме.
- закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.
- уравнение выражает собой закон Ома в интегральной форме для участка цепи: падение напряжения на участке цепи равно сумме падений электрического потенциала на этом участке и эдс всех источников электрической энергии,включённых на участке. Запись закона Ома в дифференциальной форме: Здесь–удельная электропроводность.
№14