Вопрос №1 Свойства зарядов

Вопрос №1

Свойства зарядов: 1) Заряды всегда возникаю попарно. 2) Обычно разноимённые частицы присутствуют в одинаковых количествах в телах и распределены с одинаковой…

Вектор напряжённости совпадает с направлением силы, действующий на «+» заряд, и противоположен «-» заряду.

Вектор напряжённости направлен от «+» к «-».

Вопрос №2

 

Вопрос №3

D = q/4П

Уходит зависимость от свойств среды.

На границе раздела двух сред напряжённость поля испытывает скачкообразное изменение.

Пустоту линий напряжённости характеризует модуль напряжённости.

Индукция электрического поля не зависит от свойств среды. Силовые линии вектора индукции будут обладать одинаковой густотой.

Поток вектора индукции ( N ): Теорема Гаусса (закон Гаусса) — один из основных законов электродинамики,… Теорема Гаусса позволяет рассчитывать напряжённость поля в любой его точке.

Вопрос №4

    Работа электрических сил при малом перемещении заряда q Рассмотрим работу сил в электрическом поле, создаваемом неизменным во времени… Электростатическое поле обладает важным свойством:

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Аналогичным свойством обладает и гравитационное поле, и в этом нет ничего удивительного, так как гравитационные и кулоновские силы описываются одинаковыми соотношениями.

Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение:

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Потенциальная энергия заряда q, помещенного в любую точку (1) пространства, относительно фиксированной точки (0) равна работе A10, которую совершит… (В электростатике энергию принято обозначать буквой W, так как буквой E…

Работа, совершаемая электростатическое полем при перемещении точечного заряда q из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0).

A12 = A10 + A02 = A10 – A20 = Wp1 – Wp2.

Потенциальная энергия заряда q, помещенного в электростатическое поле, пропорциональна величине этого заряда.

Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:

Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля.

В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В). 1 В = 1 Дж / 1 Кл. Во многих задачах электростатики при вычислении потенциалов за опорную точку… Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного…

Вопрос №5

Плечо диполя – расстояние между зарядами вдоль прямой, соединяющей их. Плечо диполя – вектор, направленный по оси диполя от отрицательного заряда к… Электрический момент диполя (дипольный момент)– вектор, равный произведению заряда на плечо.

Для упрощения будем считать, что напряженность поля создаваемого самим диполем по сравнению с напряженностью внешнего поля очень мала, т. е. полем диполя можно пренебречь.

Рассмотрим жесткий диполь в однородном электрическом поле.

 

На заряды диполя со стороны поля действуют две равные по величине и противоположные силы, так называемая пара сил, которая создает механический вращающий момент.

Так как поле потенциально, то работа сил поля идет на изменение энергии диполя:

 

Если диполь расположен перпендикулярно линиям напряженности, то cos a=0 и

Энергия также равна нулю.

Следовательно, положение, при котором диполь параллелен линиям напряженности – устойчивое, и свободный диполь в однородном электрическом поле будет… Рассмотрим диполь в слабом неоднородном поле. В этом случае силы, действующие…  

Вопрос №7

Проводники - материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого… Условия равновесия зарядов на проводнике: 1) Если сообщить проводнику избыточный заряд, эти заряды очень быстро распределятся по поверхности проводника с…

Электризация проводников при контакте

a. В электризации участвуют только электроны

b. Заряд между одинаковыми проводниками делится ПОРОВНУ.

Если какой-нибудь незаряженный (нейтральный) изолированный проводник внести в электрическое поле, то в этом проводнике произойдёт разделение электрических зарядов, являющееся результатом действия на проводник электрического поля.

Электростатическая защита приборовоснована на том, что при внесении незаряжённого проводника носители заряда приходит в движение и из концов проводника возникают заряды противоположенного знака, возникает поле индуцирующих зарядов, которое направлено противоположено внешнему полю и приводит к его ослаблению. Когда прибор хотят защитить от внешних полей его окружают проводящим заземлённым краном.

Вопрос №8

Проводник – эквипотенциальная поверхность. Вблизи выступов эквипотенциальной поверхности располагаются гущи, значит, силовые линии – гущи, следовательно, силовые линии сильнее около выступов и слабее около углублений.

Теорема Кулона:

DФ = ЕdS = q/ ;

E= / , = Е = D;

E = / ; Значит, = D.

 

Вопрос № 9

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

Ёмкость проводника- Физическая величина, численно равная заряду, изменяющему потенциал проводника на 1 Вольт.

Ёмкость проводниказависит только от формы, размеров, свойств проводника, свойств окружающей среды.

Ёмкость уединённого шара:

С = 4П R

Конденсатор –устройство , позволяющее накопить существенный заряд при относительно небольших размерах и относительно небольших потенциалах. Обычно это два проводника различной формы (обкладки), находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга, пространство между которыми заполнено диэлектриками.

 

Основная характеристика конденсатора – его ёмкость.

Ёмкость плоского конденсатора:

d –расстояние между проводниками.

S – площадь обкладки.

 

Ёмкость сферического конденсатора:

 

 

 

 

Ёмкость цилиндрического конденсатора:

 

 

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов в батарею:

Последовательное: При параллельном соединении конденсаторов напряжение между пластинами каждого конденсатора одно и то же. Поэтому можно написать

 

Заряд каждого конденсатора:

 

Общий заряд батареи конденсаторов:

 

Обозначая емкость батареи конденсаторов через С, получаем

 

тогда

 

или окончательно

 

Следовательно, при параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. При параллельном соединении каждый конденсатор окажется включенным на полное напряжение сети, поэтому параллельно соединять можно только те конденсаторы, у которых рабочее напря­жение больше или равно напряжению сети.

 

 

 

Параллельное:Если левая пластина первого конденсатора заряжена положи­тельно (+), то вследствие электростатической индукции правая пластина этого конденсатора получит отрицательный заряд (—),

перешедший с левой пластины вто­рого конденсатора, которая сама зарядится положительно, и т. д. Значит при последовательном со­единении каждый конденсатор не­зависимо от величины его ем­кости получит один и тот же за­ряд, т. е.

 

Напряжение, приложенное ко всей батарее конденсаторов, равно сумме напряжений на пластинах каждого конденсатора:

 

Так как

 

для всей батареи

 

 

Теперь можно написать

 

или, сокращая на д, получим окончательно

 

Вопрос №10

Процесс зарядки конденсатора можно представить как последовательный перенос достаточно малых порций заряда Δq > 0 с одной обкладки на другую… Энергия Wе конденсатора емкости C, заряженного зарядом Q, может быть найдена…     Рисунок 1.7.1. Процесс зарядки конденсатора

Вопрос №11

Все диэлектрики делятся на две категории. Диэлектрики, относящиеся к первой категории, имеют молекулы, которые даже в отсутствии внешнего… Но при внесении его во внешнее электрическое поля диполи то есть молекула…  

Поляризация полярного диэлектрика

 

Вторая категория диэлектриков это те, у которых внутри молекулы в свободном состоянии есть положительный и отрицательный заряды. Но они находятся так близко друг к другу, что их влияние взаимно компенсируется. Но при внесении такой молекулы в поле заряды сместятся на некоторое расстояние. Таким образом, образуется диполь. На такие молекулы не влияет тепловое движение и, следовательно, поляризация в них не зависит от температуры.

 

Поляризация неполярного диэлектрика

Заряды на поверхности диэлектриков в отличии зарядов индуцированных в проводниках нельзя отделить от поверхности. При снятии электрического поля… Напряжённость поля нельзя увеличивать безгранично. Так как при определенной… Нормальную к поверхности составляющую вектора поляризации определяют как: