Напряженность поля в диэлектрике:
По принципу суперпозиции
,
где Е0-напряженность поля свободных
зарядов, Е’-напряженность поля связанных
зарядов, Е-напряженность результирующего
поля в диэлектрике
Диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз диэлектрик ослабляет электрическое поле
Связь с диэлектрической восприимчивостью
Для характеристики электрического поля в диэлектрике вводится вектор электрической индукции (измеряется в Кл/м 2)
вектор электрической индукции - это сила, которая действует на точечный единичный положительный заряд, находящийся в бесконечно узком зазоре, грани которого перпендикулярны направлению поля.
Теорема гаусса для вектора электрической индукции:
Где q-свободный заряд, q’-связанный заряд
Граничные условия для вектора индукции электростатического поля:
Для вектора напряженности (учитывая, что D=εε0Е):
Итог: на границе векторы Е и D претерпевают преломление, и это преломление удоволитворяет системе равенств
Отношение тангенсов углов падения и преломления равно отношению эпсилан 1 к эпсилан 2
Теорема Гауса в дифференциальной форме(относится к точке пространства)
div-дивергенция, ро-объемная плотность заряда
Следствие:
-взятие
оператора Лапласа
Типы проводников: металлы, электролиты, плазма.
Свойства проводников:
- в равновесии все точки проводника эквипатенциальны:
-плотность внутри проводника при равновесии равна нулю
-Q=Cϕ, где Q-заряд проводника, С-коэффициент пропорциональности, ϕ-потенциал проводника
Электроемкость проводника (С) численно равна заряду, который нужно сообщить проводнику, чтобы его потенциал стал равен 1В.
С=Q\ϕ.
Электроемкость конденсатора (Ск) численно равна заряду, который необходимо сообщить обкладкам конденсатора, чтобы разность потенциалов между ними равнялась 1В
Плоского конденсатора:
где S-площадь пластин,
d-расстояние между ними.
Цилиндрического конденсатора:
,
где l-длина цилиндров,
R1,R2-радиусы
цилиндров.
Сферического конденсатора:
Соединения конденсаторов бывают параллельные и последовательные
Энергия заряженного конденсатора
Под объемной плотностью энергии электрического поля подразумевают энергию единицы объема пространства, в котором существует электрическое поле
Электрический ток
Электрический ток есть упорядоченное движение носителей заряда.
Условие существования электрического тока:
Для существования электрического тока необходимо наличие в среде свободных носителей заряда и сил, приводящих эти носители в упорядоченное движение.
Условия существования тока в замкнутой цепи:
необходимыми условиями существования тока в замкнутой цепи являются, во-первых, наличие свободных носителей заряда, во-вторых, существование электрического поля, приводящего носители в упорядоченное движение и, в-третьих, наличие источника сторонних сил.
Силой тока называют величину равную
Плотностью тока называют отношение силы тока dl через элементарную площадку dS, перпендикулярную линиям тока, к ее площади:
Плотность тока – векторная величина. За направление j принимают направление вектора скорости упорядоченного движения положительных зарядов υупр
Связь плотности тока со скоростью направленного движения частиц:
