27. Провідник в електричному полі: типовими провідниками є метали — речовини, які містять

«вільні» електрони.

Якщо метал внести в електричне поле напруженістю, то відбуватиметься зміщення електронів.

Необхідно звернути увагу на той факт, що в провіднику, внесеному в електричне поле, надмірні заряди розташовуються тільки на його зовнішній поверхні.

При цьому якщо видалити його внутрішню частину, то це не вплине на розподіл зарядів на тій частині провідника, яка залишилася.

Тому розподіл зарядів у порожнистому провіднику буде таким самим, як і в суцільному.

Напруженість поля в товщі тієї частини металу, що залишилася, й усередині порожнини буде дорівнювати нулю.

Електростатичний захист - поміщення приладів, чутливих до електричного поля, всередину замкненої провідної оболонки для екранування від зовнішнього електричного поля. Це явище пов'язане з тим, що на поверхні провідника (зарядженого або незарядженого), поміщеного у зовнішнє електричне поле, заряди перерозподіляються так (явище електростатичної індукції), що створюване ними всередині провідника поле повністю компенсує зовнішнє.

27. Діелектрик в електричному полі: У діелектриках немає «вільних» електронів, тому вони не проводять струм.

Є два основні типи діелектриків.

1) Полярні діелектрики складаються з полярних молекул, диполів, тобто «здвоєних електричних полюсів», які за відсутності зовнішнього поля розташовані хаотично. Приклади: дистильована вода, кам’яна сіль.

2) Неполярні діелектрики складаються з нейтральних молекул.

Діелектрична проникність - безрозмірна величина, що характеризує ізоляційні властивості середовища. Вона показує, у скільки разів взаємодія між зарядами в однорідному середовищі менша ніж у вакуумі.

27. Робота електричного поля по переміщенню заряда дорівнює добутку величини заряда напруженості і проекції вектора переміщення на силову вісь.

Потенціал - енергетична характеристика поля, показую, яку енергію несен на собі заряд в данному місці простору. (φ=W/q)

Різниця потенціалів — характеристика електричного поля, різниця електростатичних потенціалів у двох точках простору.

Напруга (U) на ділянці електричного кола — фізична величина, що визначається роботою, яка виконується сумарним полем електростатичних і сторонніх сил при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола.

27. Електроємність – відношення заряду провідника до його потенціалу. Не залежить від його заряду, від матеріалу, а залежить від розмірів, форми, діелектричних властивостей середовища.

Конденсатор – це два провідника, що розділені шаром діелектрика, товщина якого мала порівняно з розмірами провідника.

Енергія електричного поля конденсатора - для того щоб зарядити конденсатор, потрібно здійснити роботу з розділення позитивних і негативних зарядів. Згідно із законом збереження енергії конденсатор дістав запас енергії, що дорівнює роботі, яку здійснило під час зарядки конденсатора джерело струму, перемістивши на обкладки конденсатора заряд q.

Застосування конденсаторів у техніці:

Конденсаторам знаходиться використання практично у всіх галузях електротехніки.

Конденсатори використовуються як фільтри при перетворенні змінного струму на постійний.

При з`єднанні конденсатора з котушкою індуктивності утворюється коливальний контур, який використовується у пристроях прийому-передачі.

За допомогою конденсаторів можна отримувати імпульси великої потужності, наприклад, у фотоспалахах.

Оскільки конденсатор здатний довгий час зберігати заряд, то його можна використовувати в якості елемента пам'яті.

27. Паралельне з’єднання конденсаторів – з’єднання при якому одна обкладинка кожного конденсатора з'єднана з однією спільною для всіх конденсаторів точкою, а інша з іншою спільною для всіх конденсаторів точкою. (qб=q1+q2+...+qn | Uб=UU1=U2=Un | I1/I2=R2/R1 | Cб=Cn*n)

Послідовне з’єднання конденсаторів – з’єднання при якому кінець попереднього конденсатора є початком для наступного. (1/Cб=1/C1+1/C2+...1/Cn | qб=q1=q2=qn | Uб=U1+U2+...+Un | Cб=Cn/n | I1=I2 | U1/U2=R1/R2)

27. Електричний струм - це спрямований рух заряджених частинок під дією електричного поля.

Закон Ома для ділянки кола - сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і оборнено пропорційна іі опору.

Опір - характеризує міру протидії провідика встановленню в ньому електричного струму.

27. Послідовне з’єднання провідників в електричному полі:

При послідовному з'єднанні провідників сила струму в будь-яких частинах кола одна й та ж(I1=I2=…=In)

Повна напруга в колі при послідовному з'єднанні, або напруга на полюсах джерела струму, дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола(U=U1+U2+…+Un)

Загальний опір усієї ланки кола дорівнює сумі опорів(R=R1+R2+…+Rn)

Паралельне з’єднання провідників в електричному полі:

Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів в окремих паралельно з'єднаних провідниках (I=I1+I2+…+In).

Напруга на ділянках кола і на кінцях всіх паралельно з'єднаних провідників одна й та ж (U1=U2=…Un).

Опір ділянки визначається із рівняння і є сумою провідностей (1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn).

27. Електрорушійною силою в замкнутому контурі називають фізичну величину, яка чисельно дорівнює роботі стороніх сил по переміщенню одиничного позитивно заряду по всьому замкнутому колу. (E=Aст/q)

Закон Ома для повного кола - сила струму в замкнутому колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела струму і оборнено пропорційна повному опору кола (сума опорів завнішньої і внутрішньої ділянок кола).

Робота струму – це робота сил електричного поля, які переміщують заряди у провіднику.

Потужність струму P дорівнює роботі, поділеній на час, тому Р = IU, отже існує зв’язок вата з електричними одиницями: Вт = А •В.

27. Взаємодія струмів:

Між нерухомими електричними зарядами діють сили, що визначаються законом Кулона. Але між електричними зарядами можуть діяти сили й іншої природи. В існуванні їх можна переконатися за допомогою досліду. Два гнучкі провідники приєднаємо до джерела струму так, щоб у провідниках виникли струми протилежного напряму. Провідники почнуть відштовхуватися один від одного. Якщо струми одного напряму, провідники притягуються.

Магнітне поле струму – це особливий вид матерії, який здійснює взаємодію між рухомими зарядами.

Магнітна індукція - показує з якою силою магнітне поле діє на провідник зі струмом.

27. Сила Ампера - це сила з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом. Напрямок дії сили Ампера визначають за правилом лівої руки.

Сила Лоренса - це сила, яка діє на заряд, що рухається в магнітному полі. (за пр. лівої руки)

27. Робота при переміщенні провідника зі струмом в магнітному полі: на провідник зі струмом у магнітному полі діє сила Ампера. Якщо провідник не закріплено, то під впливом сили Ампера він переміщуватиметься у магнітному полі.

Магнітний потік - потік вектора магнітної індукції.

27. Магнітні властивості речовин - Матеріали, які в зовнішньому магнітному полі намагнічуються (тобто в них з'являється власне магнітне поле), називають магнетиками.

За магнітною проникністю і характером взаємодій з магнітним полем магнетики поділяють надіамагнетики, парамагнетики і феромагнетики.

До феромагнетиків належать матеріали, які сильно взаємодіють з магнітним полем і магнітна проникність яких у певному температурному інтервалі значно більша за одиницю. Феромагнітні властивості мають тільки кристалічні тіла. У рідкому, або газоподібному стані феромагнетики стають парамагнітними.

27. Електричний струм в металах - це упорядкований рух вільних електронів в електричному полі.

Під час руху в провіднику електрони провідності зазнають зіткнень з іонами кристалевої решітки, втрачаючи при цьому енергію здобуту в електричному полі. Ці зіткнення й обумовлюють опір провідника. З підвищенням температури провідника, зростає середня швидкість теплового руху електронів, і збільшується амплітуда коливань іонів в вузлах решітки. Це призводить до збільшення зіткнень електронів з іонами і зростанню опору металів.

Надпровідність виникає коли провідник зі струмом поміщають у серезовище, температура якого дорівнює абсолютному нулю.

27. Електричний струм у вакуумі - Найважливішими приладами в електроніці першої половини ХХ в. були електронні лампи, в яких використовувався електричний струм у вакуумі. Проте їм на зміну прийшли напівпровідникові прилади. Але і сьогодні струм у вакуумі використовується в електронно-променевих трубках, при вакуумному плавленні і зварці, у тому числі в космосі, і в багатьох інших установках.

Це і визначає важливість вивчення електричного струму у вакуумі. Вакуум (від лат. vacuum - пустка) - стан газу при тиску, меншому атмосферного. Це поняття застосовується до газу в замкнутій судині або в судині, з якої відкачують газ, а часто і до газу у вільному просторі, наприклад до космосу. Фізичною характеристикою вакууму є співвідношення між довжиною вільного пробігу молекул

Електронна емісія - явище випускання електронів поверхнею твердого тіла або рідини.

Електронно-променева трубка - електронний прилад, який має форму трубки, видовженої (часто з концевим розширенням) в напрямку осі електронного променя, що формується в ЕПТ. ЕПТ складається з електронно-оптичної системи, відхиляючої системи і флуоресцентного екрана або мішені.

27. Електричний струм в електролітах - під час розчинення електролітів під впливом електричного поля полярних молекул води відбувається розпад молекул електролітів на іони. Цей процес називають електролітичною дисоціацією, в результаті якої нейтральні молекули розпадаються на позитивні та негативні іони. В електроліті з'являються вільні носії зарядів і він починає проводити струм.

Закони Фарадея – основні закони електролізу. Встановлюють взаємозв’язок між кількістю електрики, яка проходить через електропровідний розчин (електроліт), і кількістю речовини, яка виділяється на електродах.

Перший закон: маса речовини, яка виділилась при електролізі, прямо-пропорційна кількості електрики яка проходить через електроліт (m=kq, де k – електрохімічний еквівалент речовини, m - маса речовини, q - заряд).

Другий закон: електрохімічні еквіваленти печовин прямо-пропорційні масам іх молів і оборнено пропорційні іх валентностям.(k=I/F*M/Z).

Застосування електролізу - електроліз широко застосовують у промисловості. Електролізом одержують найбільш активні метали (К, Na, Ca, Mg, Al) і найбільш активні неметали (фтор і хлор). Електроліз також використовують для синтезу деяких складних речовин — їдкого натру (NaOH), їдкого калі (KOH), бертолетової солі (KClO3).

Електроліз також використовують для покриття поверхні металевих виробів шаром більш стійкого металу з метою захисту від корозії, наприклад цинкування, хромування, нікелювання. Шляхом електролізу метали можна очищувати від домішок.

Електроліз застосовують у гальванотехніці ― електролітичному осадженні металів на поверхню металевих і неметалевих виробів. Це дозволяє знімати з різних предметів точні копії, які легко відокремити від оригіналу. Такий метод репродукування називають гальванопластикою