Содержание
Электростатика 2
2.1 Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел 2
2.2 Электрическое поле 4
2.3 Работа электростатического поля при перемещении заряда 5
2.4 Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом 7
2.5 Диполь. Диполь во внешнем поле 8
2.6 Поле системы зарядов на больших расстояниях 9
3 Описание свойств векторных полей 11
3.1 Поток вектора. 11
3.2 Дивергенция. 12
3.3 Теорема Остроградского – Гауса 13
3.4 Циркуляция 14
3.5 Ротор 15
3. 6 Теорема Стокса 17
3.7 Циркуляция и ротор электростатического поля 18
3.8 Теорема Гаусса 18
4 Вычисление полей с помощью теоремы Гаусса 20
4.1 Поле равномерно заряженной бесконечной пластины 20
4.2 Поле равномерно заряженной сферической поверхности 21
4.3 Поле двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей 21
4.4 Поле объемно заряженного шара 22
5.1 Электрическое поле в диэлектриках 23
5.2 Вектор электрического смещения (индукция) 24
5.3 Условия на границе двух диэлектриков 24
5.4 Проводники во внешнем поле 25
5.5 Конденсаторы. Емкость 26
6 Постоянный электрический ток 29
6.1 Электрический ток. Сила тока. Плотность тока 29
6.2. Уравнение непрерывности 30
6.3 Э. Д. С. 31
6.4 Закон Ома 32
6.5 Закон Ома для неоднородного участка цепи 35
6.6 Правила Кирхгофа 35
6.7 Мощность тока. Закон Джоуля – Ленца 37
7. Электрический ток в различных средах 38
7.1 Электрический ток в полупроводниках 38
7.2 p-n переход. Полупроводниковый диод 40
7.3 Транзистор 42
7.4 Ток в газах 44
Список использованных источников 46
Электростатика
2.1 Заряд. Элементарный заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона
2.2 Напряженность поля. Принцип суперпозиции
2.3 Потенциал .Потенциал поля точечного заряда
2.4Связь между вектором напряженности и потенциала электростатического поля
2.5 Диполь. Диполь во внешнем поле
2.6 Поле системы зарядов на больших расстояниях
2.1 Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел
Электрический заряд - физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.
Существует два вида электрических зарядов: положительные и отрицательные. Заряды, возникающие на стекле, потертом о мех, называют положительными, а заряды, возникающие на поверхности эбонита, потертом о шелк, - отрицательными зарядами. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные - притягиваются. В обычных условиях тела содержат одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов, т.е. оно не заряжено или электрически нейтрально.
Явление, сопровождающееся перераспределением зарядов на телах, называется электризацией, а тело, обладающее избытком или недостатком каких-либо зарядов, - наэлектризованным телом. Тело можно наэлектризовать, т.е. создать на нем избыток или недостаток зарядов. Простейший способ электризации тел - соприкосновение, при котором электризуются оба тела и притом разноименно.
Наименьший отрицательный заряд {элементарный заряд) имеет частица - электрон, а наименьший положительный заряд - протон.
Закон сохранения электрического заряда
Электрические заряды (положительные и отрицательные) входят в состав всех атомов и не могут бесследно исчезать и создаваться из ничего.
Закон сохранения заряда:
в изолированной системе электрический заряд остается постоянным при любых взаимодействиях в системе. Полный электрический заряд qсистемы равен алгебраической сумме ее положительных и отрицательных зарядов.
Этот закон играет фундаментальную роль в ядерных реакциях и процессах взаимодействия элементарных частиц.
Экспериментально установлено, что все встречающиеся заряды частиц и тел состоят из зарядов, кратных заряду электрона е = 1,6022×10-19Кл.
Раздел физики, в котором изучают свойства и взаимодействие неподвижных электрических зарядов и создаваемых ими электрических полей, называется электростатикой.
Закон Кулона
Наиболее простой вид законы взаимодействия заряженных тел имеют в случае точечных зарядов. Заряды можно рассматривать как точечные, если размеры тел много меньше расстояния между этими телами.
Основным законом электростатики является закон Кулона (1785 г.):
Сила F электростатического взаимодействия двух неподвижных точечных электрических зарядов q1 и q2 прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:
(в вакууме),
(в
диэлектрике с диэлектрической
проницаемостью
),
где k- числовой коэффициент, зависящий от выбора единиц заряда, расстояния и силы.
Рис.1 -Силы, действующие между зарядами
Сила F направлена по прямой, соединяющей заряды, и соответствует притяжению для разноименных зарядов и отталкиванию — для одноименных (рис. 1).
Закон Кулона применим не только к точечным зарядам, но также и к взаимодействию равномерно заряженных тел сферической формы.
Кулоном называется заряд, проходящий за одну секунду через поперечное сечение проводника, в котором течет постоянный ток силой один ампер: 1 Кл = 1А×с.
В системе СИ
,
где e0=8,85×10-12Кл2/Н×м2электрическая постоянная или диэлектрическая проницаемость вакуума.