Электрическое поле

Электрическое поле является силовым или векторным.

Для обнару­жения и изучения электрического поля используются пробные неподвижные точечные заряженные тела с очень малым положительным зарядом q. Линейные размеры точечных заряженных тел очень малы по сравнению с расстоянием до точек, в которых рассматривается их электрическое поле.

F=Qq/(4πε₀ε_rR²) – сила взаимодействия между точечными заряженными телами

ε₀ - Ф/м — электрическая постоянная

ε_r — относительная диэлектричес­кая проницаемость среды, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия в данной среде меньше, чем в вакууме (величина безразмерная)

ε = F/q= Q/(4πε₀ε_rR²) – напряженность электрического поля Н/Кл

φ=A/q= Q/(4πε₀ε_rR) = εR – потенциал электрического поля В

ε – В/м

U₁₂= φ₁- φ₂ – электрическое напряжение

U₁₂= εl - электрическое напряжение однородного поля

Конденсатор – накапливает энергию электрического поля. Он состоит из двух электродов, разделенных между собой диэлектриком.

С=q/U

[С]=1Кл/1 В=1 Ф

C=ε₀ε_rS/d – емкость конденсатора

W=С U²/2 – энергия электрического поля конденсатора

Параллельное соединение

Q_o6щ= Q₁ + Q₂ + Q₃

С _общ = С₁+С₂ + С₃.

С_общ = nС - при параллельном соединении одинаковых конденсаторов емкостью С общая емкость

U= U₁= U₂= U₃

Последовательное соединение

U=U ₁ + U₂+U₃

Q_o6щ= Q₁ =Q₂ =Q₃

1/С_общ=1/С₁+1/С₂+1/С₃

С_общ = С/n - при последовательном соединении n одинаковых конденсаторов каждый емкостью С.

Магнитное поле

Магнитная индукция В - Тл

μ_а = μ₀ μ_г - абсолютная магнитная проницае­мость среды

μ₀— магнитная постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума Гн/м

μ_г - относительной маг­нитной проницаемостью среды. Она пока­зывает, во сколько раз индукция поля, созданного током в данной среде, больше или меньше, чем в вакууме, и является безразмерной величиной.

Напряженность магнитного поля Н =1 А/1 м.

B = μ_а H - магнитная индукция Тл

Ф = B_nS=BS cos β - магнитный поток Ф Вб

U=∑H_L ΔL - магнитное напряжение

F=∑I=∑H_L ΔL – закон полного тока, магнитодвижущая сила

Н_г = I/2πr - для проводника бесконечной длины

H_r = Iw/r - для кольцевой катушки

В_r - остаточная индукция

Н_c – коэрцитивная сила

В_max – индукция насыщения

∑Ф=0 – алгебраическая сумма магнитных потоков, сходящихся в любом узле всегда равен нулю (узловое уравнение магнитного состояния)

∑U=∑ωI - алгебраическая сумма падений магнитных напряжений в любом замкнутом контуре магнитной цепи равна алгебраической сумме магнитодвижущих сил в контуре (контурное уравнение магнитного состояния)

U=Нl=Фl/( μ₀ μ_гS)=RФ- падение магнитного напряжения на заданном участке цепи

Ф=∑ωI/∑R=∑ωI/ (l/( μ₀ μ_гS)) – магнитный поток

R= l/( μ₀ μ_гS) – магнитное сопротивление

F=IBLsinα - закон Ампера

Направление силы определяется по правилу левой руки

F = μ_а I₁I₂L/ (2 πа) - если токи проходят в одном направлении, то проводники притягиваются, если в разном — отталкиваются

Закон электромагнитной индукции - всякое изменение магнитного поля, в котором помещен проводник произвольной формы, вызывает в последнем появление ЭДС электромагнитной индук­ции.

E = Bvlsinα.

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки: правую руку располагают так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец совмещают с направлением скорости; тогда вытянутые четыре пальца покажут направле­ние ЭДС.

Принцип Ленца – виток стремится сохранить неизменным свое магнитное состояние, т.е. сохранить постоянный магнитный поток, сцепленный с ним.

ψ_L = LI= Ф_L1+ Ф_L2+…+ Ф_Ln – потокосцепление катушки Вб

L=μ_aw²S/l – индуктивность катушки Гн

W= LI²/2 = ψ_LI/2 – энергия магнитного поля катушки

Е= - М (dI/dt) – ЭДС взаимоиндукции

М= - взаимная индуктивность двух катушек (k – коэффициент связи катушек)