Konsep muatan listrik akan dianggap tidak tunduk pada definisi. Kursus Fisika Umum memberikan gagasan tentang fakta berdasarkan konsep biaya terbentuk. Biaya AS. kuantitas fisik Ini dilambangkan dengan simbol Q dan diukur dalam coulons (CL).

Diketahui bahwa tuduhan tersebut diskritened, yang terkecil dalam nilai absolut milik partikel elementer - elektron. Elektrodinamika klasik adalah makroskopis, yaitu, mempertimbangkan efek besar - "praktis tak terbatas" volume partikel bermuatan. Media itu solid, dan arus dan biaya terus didistribusikan dalam jumlah.

Distribusi pengisian q dalam volume V ditandai dengan nilai ρ, yang menentukan jumlah pengisian per satuan volume dan disebut kepadatan volumetrik (17):

Muatan yang didistribusikan dalam jumlah ditentukan oleh integral melalui kepadatan curah:

Gambar 17 - Untuk definisi kepadatan muatan volumetrik

Dalam teori elektronik medan gaya Konsep kepadatan kepadatan permukaan juga diterapkan. Dalam banyak kasus, terutama ketika frekuensi perubahan di lapangan besar, tuduhan ini berfokus pada lapisan yang sangat tipis pada permukaan tubuh. Dalam model matematika, diyakini bahwa muatan menjadi murni permukaan (ketebalan lapisan cenderung nol). Biaya dalam hal ini didefinisikan sebagai (Gambar 18)

di mana ξ adalah kepadatan permukaan

.

Gambar 18 - Kerapatan Permukaan Biaya

Akhirnya, biaya linear, I.E. didistribusikan sepanjang line l (misalnya, tuduhan kabel radius kecil yang tak terbatas, 19) dihitung sebagai

di mana τ -linear kepadatan biaya

.

Gambar 19 - kepadatan biaya linear

Cara eksperimental dipasang sebagai salah satu hukum dasar Alam: Hukum konservasi muatan listrik: muatan listrik tidak dihancurkan dan tidak diciptakan dari ketiadaan, itu hanya dapat didistribusikan kembali antara tubuh ketika mereka kontak langsung.

Kepadatan saat ini, saat ini

Arus listrik (arus konduktivitas) adalah pergerakan biaya bebas yang dipesan di bawah pengaruh medan listrik.

Pertimbangkan sistem di mana dua elektroda terhubung ke sumber arus listrik (Gambar 20) terhubung ke antarmuka antara vakum dan zat konduktif. Jelas, garis saat ini di dalam zat didistribusikan sedemikian rupa sehingga bagian terbesar akan diadakan di wilayah yang mewakili ketahanan terkecil untuk saat ini; Bagian yang jauh lebih kecil akan meningkat jauh ke dalam tubuh.

Gambar 20 - Untuk menentukan konsep kepadatan saat ini

Ini dapat dilihat dari gambar bahwa untuk karakteristik yang melelahkan dari keadaan sistem ini, tidak cukup untuk menunjukkan hanya nilai arus yang mengalir dalam rantai luar. Di sini perlu memiliki informasi tentang intensitas dan arah pergerakan operator pengisian di setiap titik wilayah tersebut. Untuk tujuan ini, adat untuk memperkenalkan konsep kepadatan arus konduktivitas, menentukannya sebagai berikut (Gambar 21): Kepadatan arus volumetrik sama dengan pengisian muatan per unit waktu melalui unit luas permukaan, tegak lurus garis saat ini.

Gambar 21 - aliran arus melalui permukaan s

Saya menyoroti di dalam tubuh, menurut mana arus mengalir, tabung, permukaan samping yang terdiri dari garis saat ini. Partikel bermuatan saat bergerak tidak memotong dinding tabung. Pertimbangkan muatan yang dibawa oleh partikel melalui penampang tabung tegakal transversal yang melintang. Kecepatannya adalah partikel yang kami tunjukkan vektor, dan tuduhannya. Biarkan jumlah total partikel dalam jumlah yang sama. Kemudian dari volume melalui platform selama semua partikel mentolerir muatan sama dengan , di mana - vektor tunggal normal ke permukaan. Kemudian dimana - Vektor kepadatan arus volumetrik. Jika kecepatan pembawa biaya sama dengan rata-rata, maka di mana kepadatan curah dari pengisian volume. Dengan demikian, per unit waktu melalui satu permukaan, tegak lurus terhadap garis saat ini, tuduhan ditransfer sebagai kepadatan arus volumetrik. Unit pengukuran adalah A / M 2: .

Umum

Kita hidup di era bahan yang disintesis. Dimulai dengan penemuan, viscose dan nilon, industri kimia dengan murah hati memasok kita dengan jaringan sintetis dan kita tidak lagi memikirkan keberadaan kita tanpa mereka. Sungguh, terima kasih kepada mereka, umat manusia berhasil sepenuhnya memuaskan kebutuhan untuk pakaian: dari para wanita openwork dan celana ketat ke sweater yang ringan dan hangat serta jaket yang nyaman dan indah dengan isolasi sintetis. Kain sintetis memiliki banyak keuntungan lain, di antaranya, misalnya, konsistensi dalam kaus kaki dan sifat anti air, atau properti untuk waktu yang lama untuk melestarikan formulir setelah menyetrika.

Sayangnya, dalam barel dengan madu, akan selalu ada tempat untuk sendok kesenangan. Bahan-bahan yang disintesis dengan mudah dialiri listrik sehingga kita benar-benar merasakan kulit kita sendiri. Kita masing-masing, mengencangkan sweater dari wol buatan dalam gelap, bisa menonton berkilau dan mendengar retakan pelepasan listrik.

Dokter menyebut properti sintetis seperti itu cukup luar biasa, merekomendasikan untuk menggunakan setidaknya untuk pakaian dalam serat alami dengan jumlah minimum sintetis tambahan.

Teknolog berusaha menciptakan jaringan dengan sifat antistatik tinggi menggunakan berbagai metode Pengurangan elektrifikasi, tetapi komplikasi teknologi mengarah pada peningkatan biaya produksi. Untuk mengontrol sifat antistatik polimer berbagai metode Pengukuran kepadatan permukaan muatan, yang, bersama dengan resistansi listrik, berfungsi sebagai karakteristik sifat antistatik.

Perlu dicatat bahwa sifat antistatis pakaian dan sepatu sangat penting untuk bagian tertentu dari premis industri murni, misalnya, di industri mikroelektronik, di mana biaya elektrostatikAkumulasi oleh gesekan jaringan atau bahan alas kaki pada permukaan mereka dapat menghancurkan chip.

Tuntutan yang sangat tinggi pada sifat antistatik jaringan pakaian dan untuk bahan-bahan sepatu menyajikan industri minyak dan gas - setelah semua, percikan yang cukup kecil untuk memulai ledakan atau kebakaran di industri tersebut. Terkadang dengan konsekuensi yang sangat sulit dalam rencana material dan bahkan dengan korban manusia.

Referensi historis

Konsep kepadatan permukaan muatan secara langsung terkait dengan konsep biaya kelistrikan.

Charles DaFe lainnya, seorang ilmuwan dari Prancis, pada 1729 menyatakan dan membuktikan asumsi adanya tuduhan berbagai jenis, yang disebut "kaca" dan "smolyan", karena mereka diperoleh ketika menggosok kaca dengan sutra dan kuning (yaitu , resin pohon) wol. Benjamin Franklin, yang menyelidiki pelepasan guntur dan menciptakan ambang batas, memperkenalkan nama-nama modern tuduhan tersebut - biaya positif (+) dan negatif (-).

Hukum interaksi tuduhan listrik membuka ilmuwan Prancis Charles Pendant pada tahun 1785; Sekarang, untuk menghormati jasa di depan sains, undang-undang ini membawa namanya. Demi keadilan, perlu dicatat bahwa hukum interaksi yang sama 11 tahun lebih awal daripada Kulon membuka ilmuwan Inggris Henry Cavendish, yang digunakan untuk eksperimen skala sponsor yang sama, yang kemudian menerapkan liontin. Sayangnya, karya Cavendish di bawah hukum interaksi tuduhan untuk waktu yang lama (lebih dari seratus tahun) tidak diketahui. Manuskrip Cavendish diterbitkan hanya pada tahun 1879.

Langkah selanjutnya dalam studi biaya dan perhitungan oleh medan listrik yang dibuat oleh mereka dibuat oleh ilmuwan Inggris James Clerk Maxwell, yang menyatukan hukum Culon dan prinsip dari persamaan medan elektrostatiknya.

Biaya kepadatan permukaan. Definisi

Kepadatan muatan superfisial adalah nilai skalar yang mengkarakterisasi muatan per unit permukaan objek. Ilustrasi fisiknya dalam perkiraan pertama dapat menjadi tuduhan pada kondensor dari piring konduktif datar dari beberapa daerah. Karena biaya dapat positif dan negatif, nilai-nilai kepadatan muatan permukaan mereka dapat diekspresikan oleh nilai-nilai positif dan negatif. Ini ditunjukkan oleh huruf Yunani σ (diucapkan sebagai Sigma) dan dihitung berdasarkan formula:

σ \u003d q / s

σ \u003d q / s di mana q adalah muatan permukaan, S adalah area permukaan.

Dimensi kepadatan permukaan muatan dalam sistem internasional unit SI diekspresikan dalam coulutes per meter persegi (CL / M²).

Selain unit utama kepadatan permukaan muatan, beberapa unit digunakan (CL / CM2). Dalam sistem pengukuran lain, SGSM digunakan unit Abpaulon per meter persegi (ABKKKL / m²) dan beberapa unit Abpaulon per sentimeter persegi (ABKL / cm²). 1 abclonon adalah 10 kabin.

Di negara-negara di mana unit metrik area tidak digunakan, kepadatan permukaan biaya diukur dalam kotak per inci persegi (Cl / Inc) dan abclones per inci persegi (ABKKL / inci).

Biaya kepadatan permukaan. Fenomena fisika.

Kepadatan muatan permukaan digunakan untuk melakukan perhitungan fisik dan teknik medan listrik saat merancang dan menggunakan berbagai instalasi eksperimental elektronik, instrumen fisik dan komponen elektronik. Sebagai aturan, instalasi dan peralatan seperti itu memiliki elektroda planar dari bahan konduktif area yang cukup. Karena biaya di konduktor terletak di permukaannya, ukuran dan efek tepi lainnya dapat diabaikan. Perhitungan medan listrik dari objek tersebut dilakukan dengan menggunakan persamaan Maxwell Elektrostatika.

Kepadatan permukaan bumi

Hanya sedikit dari kita yang mengingat fakta bahwa kita hidup di permukaan kapasitor raksasa, salah satu piring yang mewakili permukaan bumi, dan kejadian kedua dibentuk oleh lapisan atmosfer terionisasi.

Itulah sebabnya Bumi dan berperilaku seperti kondensor - menumpuk muatan listrik dan di kapasitor ini, dari waktu ke waktu, bahkan muncul sampel ruang intelektrode ketika tegangan "bekerja" terlampaui, lebih dikenal sebagai kilat. Bidang listrik bumi mirip dengan medan listrik kapasitor bola.

Seperti kondensor, bumi dapat ditandai dengan kepadatan permukaan, nilai yang, dalam kasus umum, dapat berubah. Dengan cuaca cerah, kepadatan muatan superfisial pada bagian tertentu dari bumi kira-kira sesuai dengan nilai rata-rata di planet ini. Nilai-nilai lokal dari kepadatan permukaan muatan Bumi di pegunungan, di atas bukit, di tempat-tempat terjadinya bijih logam dan selama proses listrik di atmosfer dapat berbeda dari nilai rata-rata hingga zoom.

Kami memperkirakan nilai rata-rata dalam kondisi normal. Seperti yang Anda ketahui, jari-jari tanah adalah 6371 kilometer.

Studi eksperimental bidang listrik Bumi dan perhitungan yang sesuai menunjukkan bahwa tanah secara keseluruhan memiliki muatan negatif, nilai rata-rata yang diperkirakan mencapai 500.000 liontin. Biaya ini didukung di sekitar satu tingkat karena sejumlah proses di atmosfer Bumi dan di ruang terdekat.

Menurut tahun sekolah yang terkenal, rumus akan menghitung luas permukaan globe.Ini kira-kira sama dengan 500.000.000 kilometer persegi.

Dari sini, kepadatan permukaan rata-rata muatan Bumi akan sekitar 1 10 ° C / m² atau 1 NL / m².

Tabung kinescope dan osilografis

Televisi tidak mungkin tanpa penampilan perangkat yang memastikan pembentukan balok elektron sempit dengan kepadatan muatan tinggi - senjata elektron. Baru-baru ini, salah satu elemen utama TV dan monitor adalah kinescope, atau, jika tidak, tabung balok elektron (CRT). Produksi CRT secara tahunan adalah dalam waktu dekat ratusan juta unit.

Kinescope adalah perangkat vakum elektron yang dirancang untuk mengubah sinyal listrik menjadi cahaya ke formasi gambar dinamis pada layar yang tertutup luminofor, yang dapat berupa monokrom atau polikrom.

Desain kinescope terdiri dari senjata elektronik, pemfokusan dan sistem membelokkan, mempercepat anoda dan layar dengan lapisan fosfor yang diusulkan. Dalam warna kinescopes (Calt), jumlah elemen yang membuat sinar elektronik tiga kali lipat oleh jumlah warna yang ditampilkan - merah, hijau dan biru. Layar kinescope berwarna memiliki slotted atau titik topeng yang mencegah warna lain memasuki warna lain ke fosfor tertentu.

Lapisan luminofor adalah mosaik dari tiga lapisan fosfor dengan cahaya warna yang berbeda. Elemen mosaik dapat ditemukan di pesawat yang sama atau di simpul segitiga layar.

Meriam elektron terdiri dari katoda, elektroda kontrol (modulator), elektroda yang mempercepat, dan satu atau lebih anoda. Di hadapan dua atau lebih anoda, anoda pertama disebut elektroda fokus.

Katoda kinescopes dibuat dalam bentuk lubang lengan, di sisi luar bagian bawah yang lapisan oksida oksida logam tanah alkaline diterapkan, menyediakan termoemisi elektron yang cukup ketika dipanaskan hingga suhu sekitar 800 ° C karena pemanas terisolasi secara elektrik dari katoda.

Modulator adalah gelas silinder dengan bagian bawah yang menutupi katoda. Di tengah bagian bawah kaca ada lubang yang dikalibrasi sekitar 0,01 mm, disebut diafragma pembawa, di mana balok elektron berlalu.

Karena modulator berada pada jarak pendek dari katoda, tujuan dan tindakannya mirip dengan tujuan dan tindakan grid kontrol dalam lampu elektron.

Elektroda yang mempercepat dan anoda adalah silinder berlubang, anoda terakhir juga dibuat dalam bentuk lengan dengan lubang yang dikalibrasi di bagian bawah, yang disebut diafragma keluaran. Sistem elektroda ini dirancang untuk memberikan elektron kecepatan yang diperlukan dan membentuk noda ukuran kecil pada layar kinescope, mewakili lensa elektrostatik. Parameternya tergantung pada geometri elektroda ini dan kepadatan permukaan tuduhan pada mereka, yang dibuat dengan memberi makan pada mereka tekanan yang sesuai relatif terhadap katoda.

Salah satu perangkat elektronik yang baru-baru ini digunakan adalah osilografi tabung balok elektron (OELT), yang dirancang untuk memvisualisasikan sinyal listrik karena balok elektronik mereka pada layar monokrom luminescent. Perbedaan utama antara tabung osilografis dari Kinescope adalah prinsip membangun sistem membelokkan. Itu diterapkan pada OELT sistem elektrostatik. Penyimpangan karena memberikan kecepatan lebih besar.

Elt osilografi adalah labu kaca yang disedot, di dalamnya ada senjata elektron yang menghasilkan sinar elektron yang sempit menggunakan sistem elektroda yang membelokkan balok elektronik dan mempercepatnya, dan layar neon, yang bersinar dengan elektron yang dipercepat saat dibombardir.

Sistem membelokkan terdiri dari dua pasang piring yang diatur secara horizontal dan vertikal. Pelat horizontal - jika tidak piring deviasi vertikal - tegangan uji diterapkan. Pada piring vertikal - jika tidak, piring deviasi horizontal - tegangan berbentuk gergaji dari generator ekspansi disuplai. Berdasarkan aksi stres pada piring, redistribusi tuduhan pada mereka terjadi dan karena total medan listrik yang dihasilkan (ingat prinsip superposisi bidang!) Elektron terbang menyimpang dari lintasan awal mereka secara proporsional dengan tegangan yang diterapkan. Balok elektronik menarik pada layar tabung bentuk sinyal yang diteliti. Karena gergaji tegangan pada pelat vertikal, balok elektronik, dengan tidak adanya sinyal pada piring horizontal, bergerak di sekitar layar dari kiri ke kanan, saat menggambar garis horizontal.

Jika Anda memiliki dua sinyal yang berbeda pada piring tegas vertikal dan horizontal, maka layar dapat diamati dengan apa yang disebut angka LISP.

Karena kedua pasang piring membentuk kapasitor datar, tuduhan yang fokus pada piring, kepadatan permukaan tuduhan digunakan untuk menghitung desain tabung balok elektron, mengkarakterisasi sensitivitas penyimpangan elektron ke tegangan akting ke tegangan.

Kapasitor dan ionistor elektrolit

Perhitungan muatan permukaan juga harus dilakukan ketika mengembangkan kapasitor. Dalam rekayasa listrik modern, rekayasa radio, dan elektronik, kapasitor berbagai jenis yang digunakan untuk memisahkan sirkuit konstan dan bergantian saat ini Dan untuk akumulasi energi listrik.

Fungsi akumulatif kondensor langsung tergantung pada nilai wadahnya. Kapasitor khas adalah sepiring konduktor, yang disebut pelat kondensor (sebagai aturan, berbagai logam digunakan oleh materialnya) dipisahkan oleh lapisan dielektrik. Dielektrik dalam kapasitor melayani zat padat, cair atau gas yang memiliki konstanta dielektrik tinggi. Dalam kasus paling sederhana, dielektrik adalah udara yang biasa.

Kita bisa mengatakan itu kapasitas kumulatif Kapasitor untuk energi listrik berbanding lurus dengan kepadatan permukaan dakwaan pada piring atau pelatnya, dan berbanding terbalik dengan jarak antara pelatnya.

Dengan demikian, dua cara untuk meningkatkan kondensor energi akumulasi energi tersedia - peningkatan di bidang pelat dan pengurangan kesenjangan di antara mereka.

Pada kapasitor elektrolit dengan kapasitas besar sebagai dielektrik, film oksida tipis yang diterapkan pada logam dari salah satu elektroda - anoda - elektrolit digunakan oleh elektroda lain. Fitur utama kapasitor elektrolitik adalah bahwa mereka, dibandingkan dengan jenis kapasitor lain, memiliki kapasitas besar dengan dimensi yang cukup kecil, di samping itu, yaitu drive listrik polar, yaitu, mereka harus dimasukkan dalam sirkuit listrik dengan kepatuhan polaritas. Kapasitas kapasitor elektrolit dapat mencapai puluhan ribu microfrades; Sebagai perbandingan: wadah bola logam dengan jari-jari sama dengan jari-jari bumi hanya 700 microfrades.

Dengan demikian, kepadatan permukaan tuduhan kapasitor tersebut di bawah tekanan dapat mencapai nilai yang cukup besar.

Cara lain untuk meningkatkan kapasitas kapasitor adalah untuk meningkatkan kerapatan permukaan muatan karena permukaan elektroda yang dikembangkan, yang dicapai dengan menggunakan bahan dengan peningkatan porositas dan menggunakan sifat-sifat lapisan listrik ganda.

Implementasi teknis dari prinsip ini adalah ionistor (judul lain supercapacitor atau ultra-konformator), yang merupakan kondensor, "piring" yang berfungsi sebagai lapisan listrik ganda pada batas bagian elektroda dan elektrolit. Secara fungsional, ionistor adalah hibrida kapasitor dan sumber arus kimia.

Lapisan listrik interfacial ganda adalah lapisan ion yang terbentuk pada permukaan partikel sebagai akibat dari adsorpsi ion dari larutan atau orientasi molekul kutub pada batas fase. Ion yang terkait langsung dengan permukaan disebut penentuan potensial. Biaya layer ini dikompensasi dengan tuduhan lapisan kedua ion yang disebut penangan.

Karena ketebalan lapisan listrik ganda, yaitu jarak antara "pelat" kapasitor sangat kecil (ukuran ion), energi yang disimpan oleh ionistor lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitor elektrolitik yang sama dengan ukuran yang sama . Selain itu, penggunaan lapisan listrik ganda bukannya dielektrik konvensional membuatnya banyak untuk meningkatkan luas permukaan elektroda yang efisien.

Sementara ionistor khas pada kepadatan energi energi lebih rendah daripada baterai elektrokimia, tetapi pengembangan supercapacitor yang menjanjikan dengan nanoteknologi telah sama dengan mereka pada indikator ini dan bahkan melebihi mereka.

Misalnya, superkapasitor airgel dari pengembangan Company Ness Cap., Ltd dengan elektroda dari karbon berbusa memiliki kapasitas volumetrik, pada tahun 2000 kali kapasitas volumetrik yang unggul dari kapasitor elektrolit adalah ukuran yang sama, dan daya spesifik melebihi daya spesifik baterai elektrokimia 10 kali.

Untuk kualitas berharga supercapacitor lainnya, karena perangkat akumulasi energi listrik meliputi resistansi internal kecil dan arus kebocoran yang sangat kecil. Selain itu, supercapacitor memiliki waktu pengisian kecil, memungkinkan arus pelepasan tinggi dan jumlah siklus pelepasan muatan yang praktis tidak terbatas.

Supercapacitor digunakan untuk penyimpanan energi listrik jangka panjang dan dengan beban arus tinggi. Misalnya, ketika mendaur ulang energi pengereman dengan balap mobil Formula 1, diikuti oleh pemulihan energi yang diakumulasikan pada para ahli ionistor. Untuk mesin balap, di mana setiap gram penting dan setiap sentimeter kubik volume, supercapacitor dengan kepadatan energi stabil mencapai 4000 w / kg adalah alternatif yang sangat baik untuk baterai lithium-ion. Ionistor juga menjadi akrab di mobil penumpang, di mana mereka digunakan untuk memberi daya pada peralatan selama operasi pemula dan untuk menghaluskan lompatan tegangan selama beban puncak.

Percobaan. Penentuan kepadatan permukaan dorongan kabel koaksial

Sebagai contoh, pertimbangkan perhitungan kepadatan permukaan muatan pada demam kabel koaksial.

Untuk menghitung kerapatan permukaan beban yang diakumulasikan oleh demam kabel koaksial, mengingat fakta bahwa pusat hidup bersama dengan lampu membentuk kapasitor silinder, kami menggunakan ketergantungan muatan kapasitor dari tegangan yang diterapkan:

Q \u003d C U di mana q adalah muatan di coulons, c - wadah di farades, u adalah tegangan tegangan.

Ambil segmen kabel koaksial frekuensi radio berdiameter kecil (dengan kapasitasnya di atas kapasitasnya dan lebih mudah diukur) Leng hingga 10 meter.

Multimeter Mengukur Kabel Kabel Kabel Kabel Kabel, Mikrometer - Diameter Panjang D

Sc \u003d 500 pf; D \u003d 5 mm \u003d 0,005 m

Mari kita berikan tegangan yang dikalibrasi 10 volt ke kabel dari catu daya, menghubungkan keseluruhan dan inti kabel pusat ke terminal sumber.

Menurut formula di atas, kami menghitung biaya yang terakumulasi pada keseluruhan:

Q \u003d ck uk \u003d 500 10 \u003d 5000 ppc \u003d 5 nd

Mempertimbangkan laptop segmen kabel dengan konduktor padat, kami akan menemukan daerahnya dihitung sesuai dengan formula yang terkenal dari area silinder:

S \u003d π d l \u003d 3,14 0,005 10 \u003d 0,157 m²

dan menghitung kepadatan permukaan yang patut dicontoh dari biaya kabel kabel:

σ \u003d q / s \u003d 5 / 0,157 \u003d 31,85 nkl / m²

Secara alami, dengan peningkatan tegangan yang diterapkan pada keseluruhan dan hunian sentral dari kabel koaksial, kepadatan muatan meningkat dan tumbuh dan kepadatan permukaan muatan.

Pada prinsip superposisi induksi magnetik bidang dalam titik sewenang-wenang dari medan magnet konduktor dengan arus sama

di mana - induksi magnetik bidang yang dibuat oleh elemen panjang konduktor.

Integrasi dilakukan sepanjang seluruh konduktor L..

2.3.1. Medan magnet dari arus bujursangkar

Hitung induksi medan magnet DItitik TAPI (Gbr. 2.2) pada jarak R 0 dari konduktor bujursangkar dengan arus:

;

;

. (2.4)

Variabel ekspres dan . Dari Gambar. 2.2 Dapat dilihat itu. Membedakan ungkapan ini, kami dapatkan:

.

Dari Gambar. 2.2 Juga mengikuti itu

Mengganti nilai I. r. Dalam persamaan (2.4), kami memiliki:

. (2.5)

Untuk konduktor bujursangkar yang tak terbatas ( 1 \u003d 0,  2 \u003d ), persamaan (2.5) mengambil formulir:

. (2.6)

9, Persamaan Maxwell. - sistem persamaan. di diferensial atau integral Formulir menggambarkan medan elektromagnetik dan hubungannya dengan biaya listrik dan tokami. di kekosongan dan media Padat. Bersama dengan ekspresi untuk pasukan LorentzMendefinisikan ukuran medan elektromagnetik pada partikel bermuatan, membentuk sistem persamaan yang lengkap klasik elektrodinamika, Kadang-kadang persamaan Maxwell - Lorentz. Persamaan yang dirumuskan James Clerk Maxwell Berdasarkan hasil eksperimen yang terakumulasi oleh pertengahan abad XIX, memainkan peran kunci dalam pengembangan ide-ide fisika teoretis dan memiliki pengaruh yang kuat, seringkali tegas, tidak hanya pada semua bidang fisika yang terkait dengan elektromagnetisme, tetapi juga untuk banyak teori mendasar berikutnya, subjek yang tidak mendorong elektromagnetisme (salah satu contoh paling cerdas di sini dapat melayani teori Relativitas Khusus).

10, Muatan listrik (jumlah listrik) - ini adalah fisik nilai skalar.mendefinisikan kemampuan tel. Menjadi sumber medan elektromagnetik dan ambil bagian interaksi elektromagnetik. Untuk pertama kalinya, muatan listrik diperkenalkan hukum culon. di 1785..

Unit Pengukuran Biaya Unit Internasional (SI) - liontin - Muatan listrik melewati penampang konduktor pada saat ini 1 TAPIselama ini dari. Satu liontin sangat besar. Jika dua operator pengisian ( q. 1 = q. 2 \u003d 1 CL) Terletak di kekosongan Pada jarak 1 m, maka mereka akan berinteraksi dengan kekuatan9 · 10 9 H., yaitu, dengan kekuatan dengan mana gravitasi bumi akan menarik objek dengan banyak sekitar 1 juta ton.

Sistem tertutup muatan listrik Berlanjut dalam waktu dan kuantum - perubahan dalam porsi, banyak muatan Listrik SD, Yaitu, dengan kata lain, jumlah aljabar dari biaya listrik tubuh atau partikel yang membentuk sistem yang terisolasi secara listrik tidak berubah dalam proses apa pun yang terjadi dalam sistem ini.

Dalam sistem yang dipertimbangkan, partikel bermuatan listrik baru dapat terbentuk, misalnya, elektron - karena fenomasi ionisasi atom atau molekul, ion - karena fenomena disosiasi elektrolitik, dll. Namun, jika sistem terisolasi secara elektrik, Jumlah aljabar tuduhan semua partikel, termasuk lagi muncul dalam sistem seperti itu, selalu nol.

Hukum penghematan biaya - Salah satu hukum fisika mendasar. Hukum penghematan biaya pertama kali dikonfirmasi secara eksperimental 1843. Ilmuwan bahasa Inggris yang hebat. Michael Faraday dan dianggap sebagai salah satu hukum fundamental pelestarian dalam fisika (seperti hukum pelestarian impuls dan energi). Pemeriksaan eksperimental yang semakin sensitif dari hukum pelestarian biaya, berkelanjutan dan saat ini, belum mengungkapkan penyimpangan dari undang-undang ini.

Biaya Poin. Hukum Kulon adalah Hukum Utama Elektrostatika.

Point Charge. - ini adalah muatan listrikKetika ukuran tubuh di mana muatan ini terkonsentrasi, jauh lebih sedikit dari jarak antara badan yang dibebankan.

Interaksi dua kerabat tuduhan spot. menentukan hukum utama elektrostatika - hukum Kulon.. Undang-undang ini dipasang secara eksperimental pada tahun 1785 fisikawan Prancis Charles Apusten Coulomb. (1736 - 1806). Kata-kata hukum culon adalah sebagai berikut:

Kekuatan interaksi Dua titik memperbaiki badan yang dibebankan secara vakum secara proporsional dengan modul muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka.

Kekuatan interaksi ini disebut kekuatan coulomb., Aku. rumus hukum Kulon Ini akan menjadi berikut: F \u003d k · (| q 1 | · | Q. 2 |) / R 2 Di mana | Q1 |, | Q2 | - Biaya modul, R - Jarak antara biaya, K - proporsionality koefisien.

Koefisien K di SI adalah adat untuk merekam dalam formulir: k \u003d 1 / (4πε 0 ε) Di mana ε 0 \u003d 8.85 * 10 -12 KL / N * M 2 - konstanta listrik, ε - konstanta dielektrik medium.

Untuk vakum ε \u003d 1, k \u003d 9 * 10 9n * m / Cl 2.

Kekuatan interaksi Biaya Titik Tetap dalam Vakum: F \u003d · [(| q 1 | · | Q. 2 |) / R 2 ]

Jika dua titik biaya ditempatkan di dielektrik dan jarak dari biaya ini ke batas-batas dielektrik, jauh lebih besar dari jarak antar biaya, kekuatan interaksi di antara mereka adalah: F \u003d · [(| q 1 | · | Q. 2 |) / R 2 ] \u003d K · (1 / π) · [(| q 1 | · | Q. 2 |) / R 2 ]

Kekuatan medan listrik. Prinsip superposisi untuk ketegangan. Bidang utas yang terisi seragam tanpa batas.

Kekuatan medan listrik. Karakteristik daya dari medan listrik adalah vektor tegangan medan listrik E. sama dengan rasio vektor gaya yang bekerja pada titik titik ini pada tes muatan positif, ke dalam besarnya biaya ini:

Ketegangan dalam unit SI diekspresikan di Newton ke liontin (N / CL).

Prinsip superposisi dari ketegangan bidang elektrostatik. Dari prinsip superposisi ladang, ia mengikuti bahwa gaya yang bekerja pada biaya uji dari tuduhan lain sama dengan jumlah geometrik dari semua kekuatan yang bertindak berdasarkan muatan secara terpisah. Tetapi jika demikian, maka ketegangan medan listrik, sama dengan hubungan kekuatan pada besarnya biaya tes, dilipat seperti kekuatan.

Dengan demikian, untuk medan listrik adil prinsip superposisi Dalam kata-kata berikut: Ketegangan medan listrik yang dihasilkan adalah jumlah geometris (vektor) dari intensitas bidang yang dibuat oleh biaya individu:

E. = E. 1 + E. 2 + E. 3 + … (5.3)

Penggunaan prinsip superposisi untuk ketegangan memungkinkan untuk secara signifikan memfasilitasi solusi dari banyak tugas elektrostatika.

Dipol listrik. Bidang dipol.

Dipol listrik. - Sistem dua yang sama besarnya, tetapi berlawanan dengan tanda tandanya biaya listrik yang terletak pada jarak satu sama lain.

Jarak antar biaya disebutdipol bahu.

Karakteristik utama dari dipol adalah nilai vektor yang disebut momen listrik dipol. (P).

Lapangan listrik dipol.

Dipol adalah sumber medan listrik, saluran listrik dan permukaan peralatan yang diasingkan yang digambarkan pada Gambar. 13.1.

Gbr.13.1.Dipol dan IT medan listrik

Permukaan ekorotensial pusat adalah pesawat yang lewat tegak lurus terhadap bahu dipol melalui tengahnya. Semua poinnya memiliki nol potensial (φ \u003d 0). Dia membagi medan listrik dipol menjadi dua bagian, yang masing-masing memiliki positif (φ \u003e 0) dan negatif (φ < 0) потенциалы.

Nilai absolut dari potensi tergantung pada momen dipol P, permeabilitas dielektrik medium ε dan pada posisi titik ini relatif terhadap dipol. Biarkan dipol berada di lingkungan tanpa konduktif dan beberapa titik dan dikeluarkan dari pusatnya ke jarak r \u003e\u003e λ (Gbr. 13.2). Diciptakan oleh α sudut antara vektor r dan arah untuk titik ini. Maka potensi yang dibuat oleh dipol pada titik A ditentukan oleh rumus berikut:

Gbr.13.2.Potensi medan listrik yang dibuat oleh dipolemb

Kepadatan muatan linear, permukaan dan volumetrik.

biaya Kepadatan Volumetrik (R),

muatan Kepadatan Permukaan (s) dan bIAYA DENSITAS LINEAR (t).

Untuk objek linier (misalnya, dalam hal tuduhan-bantalan), konsep diperkenalkan bIAYA DENSITAS LINEAR τ (Gbr.10.1, b),

dimana dQ.- Charge Come per Panjang Unit dl.

Jika objeknya dua dimensi (misalnya, dalam kasus konduktor yang diisi) dikelola muatan Kepadatan Permukaan(Gbr.10.1, b)

, (10.1.2)

dimana dQ. - Biaya yang terletak di elemen permukaan dS.

Untuk objek tiga dimensi yang diperkenalkan biaya Kepadatan Volumetrik(Gbr.10.1, a)

, (10.1.3)

dimana dQ. - Biaya elemen kecil dari volume tubuh yang dikenakan dv..

Lapangan elektrostatik dapat dengan jelas digambarkan menggunakan saluran listrik (garis tegangan). Saluran listrik Perbaiki kurva yang pada setiap titik bertepatan dengan vektor ketegangan E..

Saluran listrik adalah konsep bersyarat dan benar-benar tidak ada. Garis daya muatan tunggal negatif dan tunggal positif bersifat radial lurus, muncul dari muatan positif atau pergi ke muatan negatif.

Jika kepadatan dan arah saluran listrik di seluruh bidang bidang tetap tidak berubah, bidang elektrostatik semacam itu dipertimbangkan seragam (\u003d Const). Misalnya, biaya, didistribusikan secara merata pada bidang yang tak terbatas, menciptakan medan listrik homogen, yang saluran listriknya digambarkan dengan equiefiable satu sama lain dengan garis lurus paralel.

Agar saluran listrik mencirikan tidak hanya arah lapangan, tetapi juga nilai ketegangannya, jumlah baris harus sama secara numerik dengan kekuatan lapanganE..

Jumlah saluran listrik menembus platform dasar ds, tegak lurus terhadap mereka menentukan aliran ketegangan bidang elektrostatik:

di mana proyeksi vektor E. Pada arah normal n. Ke situs dS.

Sesuai aliran vektor. E. Melalui permukaan tertutup sewenang-wenang S.

Pada bagian permukaan yang berbeda S. Tidak hanya besarnya, tetapi juga tanda aliran dapat berubah:

3) Ketika itu berarti bahwa garis meluncur di sepanjang permukaan, tanpa melintasi itu.

Hukum keren:

dimana F. - Kekuatan interaksi elektrostatik antara dua badan yang dibebankan;

q. 1 , Q. 2 – biaya listrik tubuh;

ε - relatif, permeabilitas dielektrik medium;

ε 0 \u003d 8.85 · 10 -12 f / m - konstanta listrik;

r.- Jarak antara dua badan yang dibebankan.

Kepadatan biaya linear:

dimana D. q -demikianara datang dengan panjang d panjang l.

Kepadatan Muatan Permukaan:

dimana D. q -dasar datang di permukaan d s.

Volume kepadatan biaya:

dimana D. q -sD, Volume D V.

Kekuatan medan listrik:

dimana F. – kekuasaan yang bertindak atas biaya q..

Teorema Gauss:

dimana E. - Ketegangan. bidang elektrostatik;

d. S. – vektor. , modul yang sama dengan permukaan permukaan, dan arah bertepatan dengan arah normal ke situs;

q.- Jumlah tahanan aljabar di dalam permukaan d S.biaya.

Teorema sirkulasi vektor ketegangan:

Potensi medan elektrostatik:

dimana W. P - Biaya Poin Energi Potensial q..

Biaya Poin Potensi:

Intensitas bidang pengisian daya:

.

Intensitas bidang yang dibuat oleh garis yang tak terbatas secara seragam bermuatan atau silinder panjang yang tak terbatas:

dimana τ - Biaya kepadatan linier;

r.- Jarak dari benang atau sumbu silinder ke titik, kekuatan bidang yang ditentukan.

Kekuatan lapangan yang dibuat oleh pesawat yang bermuatan seragam tanpa akhir:

di mana σ adalah kepadatan permukaan muatan.

Kapasitas komunikasi dengan ketegangan dalam kasus umum:

E \u003d -gradφ. = .

Kapasitas koneksi dengan ketegangan jika terjadi bidang seragam:

E.= ,

dimana d.- Jarak antara titik dengan potensi φ 1 dan φ 2.

Kapasitas komunikasi dengan ketegangan dalam kasus bidang dengan simetri pusat atau aksial:

Pekerjaan pasukan lapangan untuk memindahkan biaya q dari titik bidang dengan potensi φ 1.untuk menunjuk dengan potensi φ 2:

A \u003d q (φ 1 - φ 2).

Kapasitas Listrik Konduktor:

dimana q. - Biaya konduktor;

φ adalah potensi konduktor, asalkan pada tak terhingga, potensi konduktor diambil sama dengan nol.

Kapasitor Kondisi Listrik:

dimana q. - Biaya kondensor;

U. - perbedaan potensial antara pelat kapasitor.

Kapasitas listrik kondensor datar:

di mana ε adalah permeabilitas dielektrik dielektrik yang terletak di antara piring;

d.- jarak antara piring;

S. - Total area pelat.

Kapasitor kapasitas daya baterai:

b) dengan koneksi paralel:

Energi kondensor yang dibebankan:

,

dimana q.- Biaya kondensor;

U. - Perbedaan potensi antara piring;

C. - Kapasitas listrik kapasitor.

Memaksa arus searah:

dimana D. q.- Mengisi daya, melanjutkan melalui penampang konduktor selama waktu d t..

Kepadatan arus:

dimana SAYA.- Kekuatan saat ini di konduktor;

S. - Area Explorer.

Hukum Ohm untuk plot rantai yang tidak mengandung EDC:

dimana SAYA.- Kekuatan saat ini di situs;

U.

R. - Perlawanan situs.

Hukum Ohm untuk plot rantai yang mengandung EMF:

dimana SAYA.- Kekuatan saat ini di situs;

U. - Tegangan di ujung situs;

R. - Perlawanan penuh dari situs;

ε – Sumber EMF.

UU OHM untuk rantai tertutup (penuh):

dimana SAYA.- Kekuatan saat ini dalam rantai;

R. - ketahanan rantai eksternal;

r.- Resistansi sumber internal;

ε – Sumber EMF.

Undang-undang Kirchhoff:

2. ,

di mana jumlah aljabar dari kekuatan saat ini yang konvergen di node;

- Jumlah aljabar dari penurunan stres di sirkuit;

- Jumlah ALGEBRAIC EDC di sirkuit.

Perlawanan Explorer:

dimana R. - Perlawanan konduktor;

ρ adalah resistivitas dari konduktor;

l. - Panjang konduktor;

S.

Konduktansi konduktor:

dimana G. - Konduktivitas konduktor;

γ - konduktivitas spesifik dari konduktor;

l. - Panjang konduktor;

S. - Area penampang konduktor.

Sistem resistensi konduktor:

a) dengan koneksi berurutan:

a) Dengan koneksi paralel:

Operasi saat ini:

,

dimana SEBUAH. - operasi saat ini;

U. - tegangan;

SAYA. - Kekuatan saat ini;

R.- resistensi;

t. - waktu.

Kekuatan saat ini:

.

Joule Law - Lenza

dimana Q. - Jumlah panas yang dibedakan.

Hukum Ohm dalam bentuk diferensial:

j.=γ E. ,

dimana j. - kepadatan arus;

γ - Konduktivitas spesifik;

E.- Kekuatan medan listrik.

Komunikasi induksi magnetik dengan kekuatan medan magnet:

Dgn B.=μμ 0 H. ,

dimana Dgn B. - Induksi magnetik vektor;

μ- permeabilitas magnetik;

H. - Kekuatan medan magnet.

Bio Law - Savara - Laplace:

,

dimana D. Dgn B. - Induksi medan magnet yang dibuat oleh konduktor di beberapa titik;

μ - permeabilitas magnetik;

μ 0 \u003d 4π · 10 -7 GN / M - konstanta magnetik;

SAYA. - Kekuatan saat ini di konduktor;

d. l. - elemen konduktor;

r. - Vektor radius dihabiskan dari elemen d l. explorer ke suatu titik di mana induksi medan magnet ditentukan.

Hukum full Current. Untuk medan magnet (Teorema sirkulasi vektor Dgn B.):

,

dimana n. - Jumlah konduktor dengan arus yang dicakup oleh kontur L. bentuk sewenang-wenang.

Induksi magnetik di tengah arus melingkar:

dimana R. - Radius giliran melingkar.

Induksi magnetik pada sumbu arus melingkar:

,

dimana h. - Jarak dari tengah giliran ke titik di mana induksi magnetik ditentukan.

Induksi bidang hidup saat ini:

dimana R. 0 - jarak dari sumbu kawat ke titik di mana induksi magnetik ditentukan.

Induksi magnetik bidang solenoid:

B \u003d.μμ 0 ni

dimana N. - Rasio jumlah putaran solenoida dengan panjangnya.

Kekuatan ampere:

d. F. \u003d Saya,

dimana D. F. – amper kekuatan;

SAYA. - Kekuatan saat ini di konduktor;

d. l. - Panjang konduktor;

Dgn B.- Induksi medan magnet.

LORENTZ POWER:

F.=q. E. +q.[v B. ],

dimana F. - kekuatan lorentz;

q. - Biaya partikel;

E. - Kekuatan medan listrik;

v. - kecepatan partikel;

Dgn B. - Induksi medan magnet.

Aliran magnetik:

a) Dalam hal medan magnet homogen dan permukaan datar:

Φ \u003d b n s,

dimana Φ Aliran -magetik;

B n.- Proyeksi vektor induksi magnetik pada vektor normal;

S. - Area kontur;

b) Dalam hal medan magnet yang tidak homogen dan proyeksi sewenang-wenang:

Aliran (aliran penuh) untuk Toroid dan Solenoid:

dimana Ψ - Aliran penuh;

N adalah jumlah putaran;

Φ - Fluks magnetik, meresap satu putaran.

Induktansi kontur:

Induktansi solenoid:

L \u003d.μμ 0 N. 2 V,

dimana L. - Induktansi solenoid;

μ - permeabilitas magnetik;

μ 0 - konstanta magnetik;

n.- Rasio jumlah putaran ke panjangnya;

V. - Volume solenoid.

Undang-Undang Induksi Elektromagnetik Faraday:

dimana ε SAYA. – Induksi EMF.;

– ubah aliran penuh per satuan waktu.

Bekerja pada pergerakan kontur tertutup di medan magnet:

A \u003d I.Δ Φ,

dimana SEBUAH. - Bekerja pada pergerakan kontur;

SAYA.- Kekuatan saat ini di sirkuit;

Δ Φ – Ubah fluks magnetik yang mengalir keluar kontur.

EMF self-induction:

Energi medan magnet:

Volume kepadatan energi medan magnet:

,

di mana ω adalah kepadatan massal dari energi medan magnet;

Dgn B.- Induksi medan magnet;

H. - Kekuatan medan magnet;

μ - permeabilitas magnetik;

μ 0 - konstanta magnetik.

3.2. Konsep dan definisi

? Sebutkan properti pengisian listrik.

1. Ada tuduhan dua jenis - positif dan negatif.

2. Biaya dengan nama yang sama ditolak, variepetes tertarik.

3. Proyeksi memiliki properti diskritens - semua di sekolah dasar terkecil.

4. Biaya itu invarian, nilainya tidak tergantung pada sistem referensi.

5. Biaya Aditif - Biaya Tel System sama dengan jumlah tuduhan semua badan sistem.

6. Muatan listrik penuh dari sistem tertutup ada nilai permanen

7. Biaya tetap - sumber medan listrik, muatan bergerak - sumber medan magnet.

? Kata hukum coulomb.

Kekuatan interaksi dua titik biaya tetap sebanding dengan produk nilai muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat persegi di antara mereka. Kekuatan sepanjang garis yang menghubungkan biaya diarahkan.

? Apa itu medan listrik? Kekuatan medan listrik? Kata prinsip superposisi kekuatan medan listrik.

Bidang listrik adalah jenis materi yang terkait dengan biaya listrik dan mentransmisikan tindakan beberapa biaya kepada orang lain. Ketegangan - karakteristik daya bidang kekuatan yang samaTampil pada satu muatan positif yang ditempatkan di bidang ini. Prinsip superposisi adalah kekuatan lapangan yang dibuat oleh sistem dot charge sama dengan jumlah vektor intensitas bidang setiap muatan.

? Apa yang disebut saluran listrik dari kekuatan medan elektrostatik? Buat daftar sifat-sifat saluran listrik.

Garis bersinggungan pada setiap titik yang bertepatan dengan arah vektor kekuatan lapangan disebut daya. Properti saluran listrik - mulai positif, berakhir pada biaya negatif, jangan interupsi, jangan berpotongan satu sama lain.

? Berikan definisi dipol listrik. Bidang dipol.

Sistem dua yang sama dalam modul berlawanan dengan tanda tagihan listrik, jarak antara yang tidak cukup dibandingkan dengan jarak ke titik-titik, di mana tindakan biaya ini diamati. Ketegangan akan menjadi arah yang berlawanan dengan vektor momen listrik dipol (yang pada gilirannya, diarahkan dari muatan negatif ke positif).

? Apa potensi medan elektrostatik? Kata prinsip superposisi potensi.

Nilai skalar.sama secara numerik dengan sikap energi potensial Biaya listrik ditempatkan di bidang ini menunjuk ke dalam besarnya biaya ini. Prinsip superposisi - potensi sistem tuduhan titik pada titik tertentu sama dengan jumlah aljabar potensi yang akan membuat biaya ini secara terpisah di titik ruang yang sama.

? Apa hubungan antara ketegangan dan potensi?

E.=- (E. - Variabilitas bidang pada titik titik ini, J - potensi pada titik ini.)

? Tentukan konsep "aliran vektor kekuatan medan listrik". Merumuskan teorema elektrostatik Gaussa.

Untuk aliran permukaan tegangan yang tertutup arbitrer dari vektor ketegangan E. medan listrik F e.\u003d. Teorema Gauss:

\u003d (di sini Q I. - Biaya ditutupi oleh permukaan tertutup). Adil untuk permukaan tertutup dari segala bentuk.

? Zat apa yang disebut konduktor? Bagaimana pengisi daya dan bidang elektrostatik dalam konduktor? Apa itu Induksi Elektrostatik?

Konduktor - Kegiatan di mana, di bawah aksi medan listrik, diperintahkan biaya bebas dapat bergerak. Berdasarkan aksi bidang eksternal, biaya didistribusikan kembali, membuat bidangnya sendiri sama dengan modul eksternal dan diarahkan sebaliknya. Oleh karena itu, ketegangan yang dihasilkan di dalam konduktor sama dengan 0.

Induksi elektrostatik - Jenis elektrifikasi, di mana di bawah aksi medan listrik eksternal, redistribusi tuduhan antara bagian-bagian tubuh ini terjadi.

? Apa kapasitas listrik dari konduktor terpencil, kondensor. Bagaimana cara menentukan wadah kondestator datar, baterai kapasitor yang terhubung secara seri, secara paralel? Unit mengukur kapasitas listrik.

Konduktor terpencil: Di mana DARI -kapasitas, q.- Biaya, J - Potensi. Unit Pengukuran - Farad [F]. (1 Kapasitas F - konduktor, di mana potensi meningkat sebesar 1 v ketika konduktor tuduhan dilaporkan 1 CL).

Kapasitas kapasitor datar. Koneksi serial: . Koneksi paralel: Dengan umum \u003d dengan 1 + S. 2 + ... + dengan N.

? Zat apa yang disebut dielektrik? Jenis dielektrik apa yang Anda ketahui? Apa itu polarisasi dielektrik?

Dielektrik - zat di mana dalam kondisi normal tidak ada biaya listrik gratis. Ada dielektrik kutub, non-polar, ferroelektrik. Polarisasi disebut proses orientasi dipol di bawah pengaruh medan listrik eksternal.

? Apa itu vektor. perpindahan listrik? Merumuskan postulat Maxwell.

Vektor perpindahan listrik D. Ini mengkarakterisasi bidang elektrostatik yang dibuat oleh biaya gratis (I.E. Dalam vakum), tetapi dengan distribusi ini di ruang, yang tersedia di hadapan dielektrik. Postulat Maxwell :. Arti Fisik. - Mengekspresikan hukum menciptakan medan listrik dengan tindakan tuduhan di lingkungan yang sewenang-wenang. ? Tentukan konsep "arus listrik". Jenis arus. Karakteristik arus listrik. Kondisi apa yang diperlukan untuk terjadinya dan keberadaannya?

Saat ini adalah gerakan yang dipesan dari partikel bermuatan. Jenis-jenis arus konduktivitas, Pergantian Gerakan Biaya GRATIS di konduktor, konveksi - timbul ketika bergerak di ruang tubuh makroskopis yang dibebankan. Untuk terjadinya dan adanya arus, perlu dikenakan partikel yang mampu dipindahkan, dan keberadaan medan listrik yang energinya dikonsumsi, akan dihabiskan untuk gerakan yang dipesan ini.

? Bawa dan jelaskan persamaan kontinuitas. Kata kondisi stasioneritas saat ini dalam bentuk integral dan diferensial.

Persamaan kontinuitas. Mengekspresikan dalam bentuk diferensial hukum penghematan biaya. Kondisi stationar (keteguhan) saat ini bentuk integral.: dan diferensial -.

? Tuliskan hukum Ohm secara integral dan bentuk diferensial.

Bentuk integral - ( SAYA. -arus, U.- Tegangan, R.-perlawanan). Bentuk diferensial - ( j. Penentuan saat ini, konduktivitas listrik spesifik G, E. - Kekuatan lapangan di Explorer).

? Apa kekuatan pihak ketiga? EMF?

Pasukan pihak ketiga berbagi tuduhan untuk positif dan negatif. EDS- Rasio pekerjaan pada pergerakan muatan di sepanjang seluruh rantai tertutup ke dalam besarnya

? Bagaimana operasi dan kekuatan arus?

Saat memindahkan biaya q. oleh rantai listrikdi ujung mana tindakan tegangan U., medan listrik Pekerjaan dilakukan, daya saat ini (T-time)

? Aturan kata Kirchhoff untuk rantai bercabang. Hukum konservasi apa yang diletakkan dalam aturan Kirchhoff? Berapa banyak persamaan independen yang harus didasarkan pada hukum pertama dan kedua Kirchhoff?

1. Jumlah aljabar dari arus yang konvergen di node adalah 0.

2. Dalam sirkuit tertutup yang dipilih secara sewenang-wenang, jumlah penurunan stres aljabar sama dengan jumlah aljabar EMF yang ditemui dalam sirkuit ini. Aturan pertama Kirchhoff mengikuti dari hukum konservasi muatan listrik. Jumlah persamaan dalam jumlah harus sama dengan jumlah nilai yang diinginkan (dalam sistem persamaan harus mencakup semua resistansi dan EMF).

? Arus listrik dalam gas. Proses ionisasi dan rekombinasi. Konsep plasma.

Arus listrik dalam gas - gerak arah elektron dan ion gratis. Dalam kondisi normal, gas-gas adalah dielektrik, konduktor menjadi setelah ionisasi. Ionisasi adalah proses pembentukan ion dengan memisahkan elektron dari molekul gas. Memiliki karena efek dari ionizer eksternal - pemanasan kuat, x-ray atau iradiasi ultraviolet, pemboman dengan elektron. Rekombinasi - proses, reverse ionisasi. Plasma - mewakili gas terionisasi yang sepenuhnya atau sebagian, di mana konsentrasi tuduhan positif dan negatif sama.

? Arus listrik dalam ruang hampa. Emisi termoelektronik.

Operator saat ini dalam vakum - elektron yang telah berlalu karena emisi dari permukaan elektroda. Emisi termoelektronik adalah emisi elektron dengan logam panas.

? Apa yang Anda ketahui tentang fenomena superkonduktivitas?

Sebuah fenomena di mana resistansi beberapa logam murni (timah, timbal, aluminium) turun ke nol pada suhu dekat dengan nol absolut.

? Apa yang kamu ketahui resistensi listrik konduktor? Apa resistensi spesifik, ketergantungan pada suhu, konduktivitas listrik spesifik? Apa yang Anda ketahui tentang koneksi sekuensial dan paralel dari konduktor. Apa itu shunt, resistensi tambahan?

Resistance - Nilai, berbanding lurus dengan panjang konduktor l. dan kembali area proporsional S. Bagian melintang dari konduktor: (resistansi khusus R). Kinerja, membalikkan resistensi. Tahan (resistansi konduktor dengan panjang 1 m penampang 1 m 2). Resistivitas tergantung pada suhu, di sini a adalah koefisien suhu, R. dan R. 0, R dan R 0 menggagalkan dan resistivitas tertentu untuk t. dan 0 0 C. Paralel - , konsisten R \u003d R. 1 +R. 2 +…+R n.. Shunt-Resistor terhubung sejajar dengan perangkat pengukur elektro untuk bagian utama arus listrik untuk memperluas batas pengukuran.

? Medan magnet. Sumber apa yang dapat membuat medan magnet?

Medan magnet adalah jenis masalah khusus di mana biaya listrik bergerak berinteraksi. Alasan keberadaan medan magnet permanen konduktor tetap dengan konstan sengatan listrik, atau magnet permanen.

? Kata hukum ampere. Bagaimana konduktor berinteraksi di mana arus mengalir dalam satu arah (berlawanan)?

Kekuatan ampere diterapkan pada konduktor dengan arus.

B - Induksi magnetik, SAYA-saat ini di Explorer, D l. - Melakukan situs, sudut A antara induksi magnetik dan situs konduktor. Dalam satu arah, mereka terlibat dalam kebalikannya - mengusir.

? Berikan definisi kekuatan ampere. Bagaimana cara menentukan arahnya?

Ini adalah kekuatan yang bekerja pada konduktor dengan arus ditempatkan di medan magnet. Arah ditentukan sebagai: telapak tangan kiri sedemikian rupa sehingga garis induksi magnetik terdiri dari itu, dan empat jari memanjang ditargetkan di konduktor. Jempol yang diuraikan menunjukkan arah kekuatan Amper.

? Jelaskan pergerakan partikel bermuatan di medan magnet. Apa itu kekuatan lorentz? Bagaimana arahnya?

Partikel yang bergerak bermuatan menciptakan medan magnetnya sendiri. Jika ditempatkan di medan magnet eksternal, maka interaksi bidang akan muncul pada terjadinya gaya yang bekerja pada partikel dari bidang eksternal - kekuatan Lorentz. Arah - oleh aturan tangan kiri. Untuk muatan Positif- vektor. Dgn B. Termasuk di telapak tangan kiri, empat jari diarahkan sepanjang pergerakan muatan positif (Velocity vector), ibu jari bengkok menunjukkan arah kekuatan Lorentz. Pada muatan negatif Kekuatan yang sama bertindak dalam arah yang berlawanan.

(q.-biaya, v.-kecepatan, Dgn B.- Induksi, a- sudut antara arah kecepatan dan induksi magnetik).

? Bingkai dengan arus di medan magnet homogen. Bagaimana momen magnet ditentukan?

Medan magnet memiliki tindakan berorientasi pada bingkai, memutarnya dengan cara tertentu. Torsi ditentukan oleh formula: M. =p. M.x. Dgn B. dimana p. M. - Bingkai momen magnetik vektor dengan arus sama AKU S. n. (Saat ini di area permukaan kontur, per unit normal ke kontur), Dgn B. Substator induksi magnetik, karakteristik kuantitatif medan magnet.

? Apa itu vektor induksi magnetik? Bagaimana cara menentukan arahnya? Bagaimana Anda menggambarkan medan magnet secara grafis?

Vektor induksi magnetik adalah karakteristik daya dari medan magnet. Medan magnet jelas digambarkan menggunakan saluran listrik. Di setiap titik garis tangen force Line. Bertepatan dengan arah vektor induksi magnetik.

? Kata dan jelaskan hukum Bio - Savara - Laplace.

Hukum Bio-Savara - Laplace memungkinkan Anda menghitung konduktor dengan arus SAYA. Bidang induksi magnetik d Dgn B. dibuat di titik sewenang-wenang dari bidang d l. Penjelajah: (di sini m 0 konstanta emagnetik, permeabilitas m-magnetik medium). Arah vektor induksi ditentukan oleh aturan sekrup kanan, jika pergerakan propulsi sekrup sesuai dengan arah saat ini dalam elemen.

? Kata prinsip superposisi untuk medan magnet.

Prinsip superposisi - induksi magnet dari bidang yang dihasilkan yang dibuat oleh beberapa arus atau biaya bergerak sama dengan jumlah vektor induksi magnetik bidang lipat yang dibuat oleh setiap arus atau pengisian daya secara terpisah:

? Jelaskan karakteristik utama medan magnet: aliran magnetik, sirkulasi medan magnet, induksi magnetik.

Aliran magnetik F.melalui permukaan apa pun S. Panggil nilai yang sama dengan produk dari modul vektor induksi magnetik ke dalam area S. dan sudut cosinus antara vektor Dgn B. dan n. (norma eksternal ke permukaan). Vektor yang beredar Dgn B. Menurut loop tertutup yang diberikan, integral dari spesies disebut di mana d l. - vektor panjang kontur elementer. Teorema sirkulasi vektor Dgn B. : Vektor sirkulasi Dgn B. menurut kontur tertutup sewenang-wenang, itu sama dengan produk konstanta magnetik pada jumlah aljabar arus yang dicakup oleh sirkuit ini. Vektor induksi magnetik adalah karakteristik daya dari medan magnet. Medan magnet jelas digambarkan menggunakan saluran listrik. Di setiap titik lapangan, garis singgung dari saluran listrik bertepatan dengan arah vektor induksi magnetik.

? Tuliskan dan komentari kondisi solenoidal medan magnet dari bentuk integral dan diferensial.

Bidang vektor di mana tidak ada sumber dan saluran air disebut solenoidal. Kondisi solenoidal medan magnet dalam bentuk integral: dan bentuk diferensial:

? Kemaknitan. Jenis magnet. Feromagnet dan propertinya. Apa itu histeresis?

Zatnya adalah magnet, jika mampu medan magnet di bawah aksi medan magnet (magnet). Zat-zat yang dimagnetisasi dalam medan magnet eksternal terhadap arah lapangan disebut diamagnet. Semakin kuat di medan magnet eksternal ke arah lapangan - paramagnet. Kedua kelas ini disebut zat magnetik rendah. Zat diam magnet bahkan dengan tidak adanya medan magnet eksternal, yang disebut feromagnet . Histeresis magnetik - perbedaan nilai magnetisasi feromagnetsis pada ketegangan yang sama dari bidang magnetisasi tergantung pada nilai pra-magnetisasi. Ketergantungan grafik ini disebut loop histeresis.

?

Menggulir perubahan vektor. DI dan N. Di perbatasan karena lompatan magnetisasi karena perbedaan permeabilitas magnetik media.

? Apa itu induksi elektromagnetik? Kata dan jelaskan hukum utama induksi elektromagnetik (Faraday Law). Merumuskan aturan Lenza.

Fenomena terjadinya gaya elektromotif (induksi EMF) di konduktor dalam medan magnet variabel atau bergerak dalam konstanta dalam medan magnet yang konstan disebut induksi elektromagnetik. Hukum Faraday: Apa yang tidak akan menjadi alasan untuk mengubah aliran induksi magnetik yang ditutupi oleh sirkuit konduktif tertutup yang terjadi di sirkuit EDC

Tanda minus ditentukan oleh aturan Lenz - arus induksi di sirkuit selalu memiliki arah sehingga medan magnet yang dibuat olehnya mencegah perubahan pada fluks magnetik yang menyebabkan arus induksi ini.

? Apa fenomena induksi diri? Apa itu Induktansi, Unit Pengukuran? Arus saat menutup dan membuka sirkuit listrik.

Terjadinya induksi EMF dalam sirkuit konduktif di bawah aksi medan magnetnya sendiri ketika terjadi, mengakibatkan perubahan pada konduktor daya saat ini. Induktansi adalah koefisien proporsionalitas, tergantung pada bentuk dan ukuran konduktor atau kontur, [GN]. Sesuai dengan aturan Lenz, induksi diri mencegah peningkatan kekuatan saat ini ketika gaya saat ini dihidupkan dan turun ketika rantai dimatikan. Oleh karena itu, nilai kekuatan saat ini tidak dapat berubah secara instan (analog mekanik bersifat inertness).

? Fenomena induksi bersama. Koefisien induksi timbal balik.

Jika dua sirkuit tetap terletak dekat satu sama lain, maka ketika mengubah kekuatan saat ini dalam satu kontur, EMF terjadi di sirkuit lain. Fenomena ini disebut induksi bersama. Koefisien proporsionalitas. L.

Pola umum medan elektromagnetik dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Dalam elektrodinamik relativistik, ditemukan bahwa invarian relativistik dari persamaan ini hanya terjadi di bawah kondisi relativitas medan listrik dan magnet ,.E. Dengan ketergantungan karakteristik bidang ini dari pemilihan sistem referensi inersia. Dalam sistem seluler, medan listrik sama seperti di stasioner, tetapi dalam sistem bergerak ada medan magnet, yang dalam sistem tetap tidak.

Wiper and Waves.