5. elektrostaticics
قانون کلون.
1. بدن شارژ تعامل دارد در طبیعت دو نوع اتهام وجود دارد، آنها به طور معمول مثبت و منفی هستند. اتهامات یک علامت (همان نام) دفع می شود، اتهامات نشانه های مخالف (متفاوت) جذب می شود. واحد اتهامات اتهامات در سیستم Si - آویز (تعیین شده
2. در طبیعت، حداقل هزینه ممکن وجود دارد. او نامیده می شود
ابتدایی و نشان دادن e. مقدار عددی شارژ اولیه ≈ 1.6 10-19 CL است، شارژ الکترون به صورت الکتریکی است، پروتون پروتون شارژ \u003d + E. تمام اتهامات
که در طبیعت شارژ اولیه رنگ است.
3. در یک سیستم جداگانه الکتریکی، میزان جبری اتهامات بدون تغییر باقی می ماند. به عنوان مثال، اگر شما دو توپ فلزی یکسان را با اتهامات متصل کنیدq 1 \u003d 5 NL \u003d 5 10-9 CL ANDQ 2 \u003d - 1 ND، سپس اتهامات توزیع خواهد شد
بین ردیف توپ و شارژ Q هر یک از توپ برابر خواهد شد
q \u003d (q 1 + q 2) / 2 \u003d 2 nd.
4. این شارژ به نام نقطه ای است اگر ابعاد هندسی آن به طور قابل توجهی کمتر از فاصله ای است که در آن عمل این اتهام بر اتهامات دیگر مورد مطالعه قرار گرفته است.
5. قانون CLOON مقدار قدرت تعامل الکتریکی دو اتهام نقطه ثابت را تعیین می کندq 1 ANDQ 2، واقع در فاصله ای از یکدیگر (شکل 1)
k | q | | Q. | ||||||
f \u003d | F. | | \u003d | f | |||||
در اینجا F 12 - نیروی عمل در اتهام اول از طرف دوم، F 21 - نیروی،
فعال کردن بار دوم از طرف اول، K ≈ 9 10 9 N m2 / CL2 در قانون کولون ثابت است. در این سیستم، این ثابت به صورت معمول است
k \u003d 4 πε 1 0،
جایی که ε 0 ≈ 8.85 10 - 12 F / m ثابت الکتریکی است.
6. قدرت تعامل دو نقطه اتهام به حضور سایر اجزای شارژ در نزدیکی این اتهامات بستگی ندارد. این بیانیه اصل فوق العاده ای نامیده می شود.
بردار قدرت میدان الکتریکی
1. موقعیت در نزدیکی یک بدن شارژ شده ثابت (یا چند بدن) نقطه نقطه Q. ما فرض می کنیم که نرخ شارژ بسیار کوچک است که باعث حرکت اتهامات در سایر اجساد نمی شود (چنین شارژ محاکمه نامیده می شود).
از بدن شارژ شده بر روی آزمون آزمون ثابت Q، قدرت را اعمال خواهد کرد. با توجه به قانون Culon و اصل SUPERPOSION، نیروی متناسب با ارزش شارژ متناسب است. این بدان معنی است که اگر مقدار شارژ آزمون افزایش یابد، به عنوان مثال، 2 بار، مقدار قدرت نیز 2 بار افزایش می یابد، اگر شارژ به طرف مقابل تغییر کند، نیروی جهت مسیر را تغییر خواهد داد مخالف چنین تناسب می تواند توسط فرمول بیان شود
f \u003d qe.
بردار E بردار تنش نامیده می شود میدان الکتریکی. این بردار بستگی به توزیع اتهامات در بدن ایجاد می کند میدان الکتریکی، من.
از موقعیت نقطه ای که در آن بردار E با روش مشخص تعریف شده است. ما می توانیم بگوییم که بردار قدرت میدان الکتریکی برابر با قدرتعمل بر روی یک بار مثبت تنها در این نقطه فضا قرار می گیرد.
تعریف E g \u003d f g / q می تواند در صورت متغیرها (بسته به زمان) تعریف شود.
2. محاسبه بردار قدرت میدان الکتریکی ایجاد شده توسط شارژ نقطه ثابت Q. برخی از نکات را انتخاب کنید، واقع در فاصله ای از شارژ نقطهQ. برای تعیین بردار تنش در این مرحله، ذهنی یک بار آزمون مثبت را در آن قرار می دهد. در
بار محاکمه از شارژ جانبی Q، بسته به علامت شارژ، نیروی جاذبه یا انفجار را عمل می کند. مقدار این نیرو برابر است
f \u003d k | q | q R2
در نتیجه، ماژول بردار قدرت میدان الکتریکی ایجاد شده توسط شارژ ثابت نقطه Q در یک نقطه حذف شده از آن به Distancer برابر است
e \u003d k r | q 2 |.
بردار E G در نقطه شروع می شود و از ChargeQ، IFQ\u003e 0، و به اتهام کار هدایت می شود
اگر Q.< 0 .
3. اگر میدان الکتریکی با اتهام چندین نقطه ایجاد شود، بردار تنش در یک نقطه دلخواه را می توان با استفاده از اصل ابررسانای زمینه ها یافت.
4. خط برق (خط بردارالف) به خط هندسی مراجعه کنید
مماس که در هر نقطه با آن با بردار و در این نقطه همخوانی دارد.
به عبارت دیگر، بردار E با هدف مماس از خط برق در هر نقطه است. خط برق به جهت - در امتداد بردار نسبت داده می شود. تصویر خطوط خاموش یک شیوه بصری است میدان قدرتاین ایده از ساختار میدان فضایی، منابع آن را می دهد، به شما این امکان را می دهد که جهت تنظیم بردار تنش را در هر نقطه تعیین کنید.
5. میدان الکتریکی یکنواخت به نام فیلد، بردارE از همان (بزرگترین و جهت) در تمام نقاط. به عنوان مثال، این زمینه ایجاد می کند، یک هواپیما به طور یکنواخت شارژ شده در نقاط به اندازه کافی نزدیک این هواپیما قرار دارد.
6. این میدان به طور یکنواخت بر روی سطح توپ برابر است برابر صفر در داخل توپ،
ولی خارج از یک کاسه با یک میدان شارژ نقطه ای همخوانی داردq، واقع در مرکز توپ:
k | q | | r\u003e r | ||
e \u003d r2 | |||
در R.< R | |||
جایی که Q توپ توپ است، R شعاع آن است، R فاصله از مرکز توپ به نقطه، در
که توسط بردار E. تعیین می شود
7. در دی الکتریک، میدان ضعیف است. به عنوان مثال، یک بار شارژ یا یکنواخت بر روی سطح توپ، غوطه ور شده در روغن، ایجاد یک میدان الکتریکی
e \u003d k Ε | R Q 2 |
جایی که R فاصله از نقطه شارژ یا مرکز توپ به نقطه ای است که در آن بردار تنش تعیین می شود، ε نفوذپذیری دی الکتریک روغن است. ثابت دی الکتریک بستگی به خواص ماده دارد. نفوذپذیری دی الکتریک Vacuumε \u003d 1، نفوذ پذیری دی الکتریک هوا بسیار نزدیک به یک (در هنگام حل مشکلات، معمولا به عنوان 1)، برای دیگر گاز، مایع و جامد dielectricsε\u003e 1 در نظر گرفته می شود.
8. هنگامی که اتهام تعادل (اگر هیچ حرکتی سفارش داده نشده باشد)، قدرت میدان الکتریکی داخل هادی صفر است.
کار در میدان الکتریکی. اختلاف پتانسیل.
1. زمینه اتهامات ثابت (میدان الکترواستاتیک) دارایی مهم است: نیروهای کار میدان الکترواستاتیک برای انتقال شارژ تست از یک نقطه خاص 1 تا نقطه 2، آن را به شکل مسیر بستگی ندارد، اما تنها با مقررات اولیه و نقطه پایانی تعیین می شود. زمینه هایی که دارای چنین اموال هستند، محافظه کار هستند. خواص محافظه کاری اجازه می دهد تا شما را به تعیین تفاوت به اصطلاح پتانسیل برای دو مورد از هر نقطه زمینه.
اختلاف پتانسیلφ 1 -φ 2 در نقاط 1 و 2 برابر با نسبت عملیات 12 نیرو برای حرکت شارژ آزمون Q از نقطه 1 به نقطه 2 kbelichine، شارژ:
φ1 - φ2 \u003d q 12.
چنین تعیین اختلاف پتانسیل تنها به این دلیل است که کار به شکل مسیر بستگی ندارد، اما با مقررات اولیه و نقطه پایانی مسیرها تعیین می شود. در سیستم، تفاوت بالقوه در ولتاژ اندازه گیری می شود: 1b \u003d j / cl.
محاسبات
1. خازن شامل دو هادی است (آنها صفحات نامیده می شوند) جدا از یک لایه دیگر دی الکتریک (شکل 2) و اتهام یک
شاخه Q، و دیگر -q. شارژ پوشش مثبت، شارژ خازنی نامیده می شود.
2. می توان نشان داد که تفاوت در پتانسیل φ 1 -φ 2 بین صفحات متناسب با مقدار ChargeQ است، یعنی، اگر، به عنوان مثال، شارژ به 2 بار افزایش می یابد، تفاوت بالقوه افزایش می یابد 2 بار
Ε S.
φ 1φ 2.
شکل 2 fig.3
چنین تناسب می تواند توسط فرمول بیان شود
q \u003d c (φ 1 -φ 2)،
جایی که C ضریب تناسب بین شارژ خازن و تفاوت بالقوه بین صفحات آن است. این ضریب ظرفیت الکتریکی یا صرفا خازن خازن نامیده می شود. ظرفیت بستگی به اندازه هندسی صفحات، مکان متقابل آنها و نفوذ پذیری دی الکتریک متوسط. تفاوت بالقوه نیز یک ولتاژ است که مشخص شده است. سپس
q \u003d cu
3. خازن تخت دو صفحه رسانای مسطح قرار دارد که به طور موازی با یکدیگر در D قرار دارند (شکل 3). این فاصله در مقایسه با ابعاد خطی صفحات، کوچک است. منطقه هر صفحه (گیره خازن) برابر است، شارژ یک صفحه، و دیگر -q.
در برخی از فاصله از لبه، میدان بین صفحات را می توان همگن در نظر گرفت. بنابراین، φ 1 -φ 2 \u003d ed، یا
U \u003d ed
ظرف خازن تخت توسط فرمول تعیین می شود
c \u003d ΕΕ D 0 S،
جایی که ε 0 \u003d 8.85 10-12 F / m ثابت الکتریکی است، ε نفوذپذیری دی الکتریک دی الکتریک بین صفحات است. از این فرمول، می توان دید که برای به دست آوردن یک خازن ظرفیت بزرگ، لازم است که منطقه صفحات را افزایش دهیم و فاصله بین آنها را کاهش دهیم. حضور بین صفحات دی الکتریک با یک constantε دی الکتریک بزرگ نیز منجر به افزایش ظرفیت می شود. نقش دی الکتریک بین صفحات نه تنها در افزایش ثابت دی الکتریک تشکیل شده است. همچنین مهم است که دی الکتریک خوب بتواند یک میدان الکتریکی بالا را تحمل کند، و اجازه نمی دهد شکاف بین صفحات را تحمل کند.
در سیستم، ظرف در فاروادی ها اندازه گیری می شود. خازن تخت در یک فارادی دارای اندازه های غول پیکر خواهد بود. مساحت هر صفحه تقریبا 100 کیلومتر مربع در فاصله بین آنها 1 میلی متر خواهد بود. خازن ها به طور گسترده ای در تکنیک مورد استفاده قرار می گیرند، به ویژه برای انباشت اتهامات.
4. اگر کندانسور شارژ شده برای بستن هادی فلزی بسته شود، پس از آن هادی بوجود می آیند برق و خازن تخلیه می شود. هنگامی که جریان فعلی در هادی جریان دارد، مقدار مشخصی از گرما انتخاب شده است، به این معنی که خازن متهم دارای انرژی است. می توان نشان داد که انرژی هر خازن متهم (لزوما مسطح) توسط فرمول تعیین می شود
W \u003d 1 2 CU2.
با توجه به این که Q \u003d Cu، فرمول انرژی نیز می تواند بازنویسی شود
w \u003d q 2 \u003d qu.
"شارژ میدان الکتریکی" - هنگامی که برق، الکترون ها از بعضی از بدن ها به دیگران می روند. بردار قدرت میدان الکتریکی ایجاد شده توسط دو اتهام یکسان در نقطه C، کارگردان ... 1) سمت چپ 2) پایین 3) بالا 4) به سمت راست. در هدایت دوم، هنگام حرکت همان شارژ، میدان الکتریکی عملیات 40 J را انجام می دهد. جاذبه جذب تعامل وجود ندارد.
"تنش و پتانسیل میدان الکتریکی" - چرا کوسه به سرعت یک فرد را در آب تشخیص می دهد؟ اهداف درس: چرا کوسه به سرعت یک فرد را تشخیص می دهد که به آب افتاده است؟ برخی از نمونه های عملی از استفاده از ویژگی های اصلی میدان الکتریکی. فاصله بین ابر و زمین 2 کیلومتر است. تکرار بین ابر و زمین تفاوت در پتانسیل 4 GV وجود داشت.
"شارژ الکتریکی بدن" - قانون صرفه جویی در هزینه 1.2. تعامل اتهامات الکتریکی در Vacuo. سوال اول تحویل زره پوش امتحان 651 - 750 - سه !!! قانون صرفه جویی در هزینه. در نتیجه، انرژی تعامل الکترواستاتیک - انرژی پتانسیل. سوالات و گذراندن امتحان فقط در یک دوره تعیین شده، به عنوان مثال برنامه ریزی شده
"پتانسیل میدان" پتانسیل میدان الکترواستاتیک است. مقدار پتانسیل نسبت به سطح صفر انتخاب شده در نظر گرفته شده است. تمام نقاط درون هادی دارای پتانسیل مشابهی هستند (\u003d 0). هر میدان الکترواستاتیک بالقوه است. در یک مسیر بسته، عملیات میدان الکترواستاتیک 0. خواص است. تنش داخل هادی \u003d 0، که به معنی تفاوت پتانسیل در داخل \u003d 0 است.
"میدان الکتریکی و تنش آن" - خط میدان الکتریکی آغاز می شود اتهامات مثبت و به منفی می رسد. خط تنش برای دو صفحه. اعمال می شود اتهامات الکتریکی با برخی از نیروها با توجه به ایده فارادی، اتهامات الکتریکی به طور مستقیم بر روی یکدیگر عمل نمی کنند. "میدان الکتریکی. انواع اتهامات الکتریکی چیست؟
"قدرت میدان الکتریکی" - واحد اندازه گیری ولتاژ در سیستم SI: [U] \u003d 1 B 1 ولت برابر است تنش الکتریکی در بخش زنجیره ای، جایی که هنگام شارژ شارژ، برابر با 1 CL، برابر با 1 J: 1 V \u003d 1 J / 1 CL انجام می شود. در سال 1979، بالاترین ولتاژ در ایالات متحده در شرایط آزمایشگاهی به دست آمد. ولتاژ میدان الکتریکی ایجاد شده توسط جریان را مشخص می کند.
مجموع در موضوع 10 سخنرانی
