5. Elektrostatika
Kulona likums.
1. Iekasētie iestādes mijiedarbojas. Dabā ir divu veidu maksājumi, tie ir tradicionāli sauc par pozitīvu un negatīvu. No vienas zīmes (tāda paša nosaukuma) maksa tiek atcelti, tiek piesaistīti pretēju zīmju (atšķiras) maksājumi. Maksājumu nodevu nodevu vienība SI - Pendant (izraudzīta)
2. Pēc būtības ir minimāla iespējamā maksa. Viņš ir sauc
elementārā un apzīmē e. Elementārās maksas skaitliskā vērtība ir ≈ 1,6 10-19 cl, elektronu uzlāde ir elektrība \u003d -E, protonu protona uzlāde \u003d + e. Visas izmaksas
iebildums daba ir krāsota elementārā maksa.
3. Elektriski izolētā sistēmā algebriskā summa maksa paliek nemainīga. Piemēram, ja pieslēdzat divas identiskas metāla bumbiņas ar maksāmq 1 \u003d 5 nl \u003d 5 10-9 Cl Andq 2 \u003d - 1 nd, tad maksa tiks izplatīta
starp bumbiņām rindu un uzlādes q katra bumbas kļūs vienādas
q \u003d (Q 1 + Q 2) / 2 \u003d 2 nd.
4. Maksa tiek saukta par punktu, ja tās ģeometriskie izmēri ir ievērojami mazāki par attālumiem, kuros tiek pētīta šī maksa par citām maksām.
5. Culona likums nosaka divu fiksēto punktu elektrisko mijiedarbībuq 1 Andq 2, kas atrodas attālumā viens no otra (1. att.)
k | q | | Q. | ||||||
F \u003d | F. | | \u003d | F | |||||
Šeit F 12 - spēks, kas darbojas pēc pirmās maksas no otrās puses, F 21 - spēks,
aktivizējot otro maksu no pirmā, K ≈ 9 10 9 N M2 / CL2 ir nemainīgs Coulon likumā. Šajā sistēmā šī konstante ir ierasts, lai ierakstītu kā
k \u003d 4 πε 1 0,
kur ε 0 ≈ 8.85 10 - 12 f / m ir elektriskā konstante.
6. Divu punktu nodevu mijiedarbības stiprums nav atkarīgs no citu iekasētu iestāžu klātbūtnes pie šiem maksājumiem. Šo paziņojumu sauc par superpozīcijas principu.
Elektriskā lauka stiprības vektors
1. Pozīcija pie fiksēta uzlādes ķermeņa (vai vairākām struktūrām) Dot Charge Q. Mēs pieņemam, ka maksas likme ir tik maza, ka tas nerada maksu apriti citās struktūrās (šāda maksa tiek saukta par izmēģinājuma).
No uzlādes ķermeņa uz stacionārā testa maksas Q darbosies spēku. Saskaņā ar Culon likumu un superpozīcijas princips spēks būs proporcionāls maksas vērtībai. Tas nozīmē, ka, ja testa maksas vērtība tiek palielināta, piemēram, 2 reizes, tad varas vērtība palielināsies par 2 reizēm, ja maksa tiek mainīta uz pretējo, tad spēks mainīs virzienu uz pretēji. Šādu proporcionalitāti var izteikt ar formulu
F \u003d qe.
Vector e sauc par sprieguma vektoru elektriskais lauks. Šis vektors ir atkarīgs no nodevu sadalījuma struktūrās, kas rada elektriskais lauks, I.
no vietas punkta, kurā Vector E ir definēts ar norādīto metodi. Mēs varam teikt, ka vektors elektriskā lauka stipruma vienāds ar varuar vienu pozitīvu uzlādi, kas atrodas šajā telpā.
Definīcija E G \u003d F G / Q var vispārināt mainīgo lielumu gadījumā (atkarībā no laika) laukiem.
2. Aprēķiniet elektriskā lauka stipruma vektoru, ko rada fiksēts punkts uzlādē Q. Izvēlieties kādu punktu, kas atrodas attālumā no punktsQ. Lai noteiktu spriedzes vektoru šajā brīdī, garīgi nodot pozitīvu testa maksu tajā. Uz
izmēģinājuma maksa no sānu maksas q darbosies piesaistes vai atbaidīšanas spēku atkarībā no maksas zīmes. Šī spēka lielums ir vienāds
F \u003d k | Q | q. R2
Līdz ar to elektriskā lauka stiprības vektora modulis, kas izveidots ar fiksētu punktu uzlādēm q, kas no tā noņemta uz distanceru, ir vienāds ar
E \u003d k R | Q 2 |.
Vektors e g sākas vietā un vērsta no uzlādesQ, IFQ\u003e 0, un uz maksu,
ja Q.< 0 .
3. Ja elektriskais lauks tiek izveidots ar vairākiem punktiem, spriedzes vektoru patvaļīgi var atrast, izmantojot lauku superpozīcijas principu.
4. Power Line (Vector līnijaE) attiecas uz ģeometrisko līniju, \\ t
tieši uz kuru katrā brīdī sakrīt ar vektoru e šajā brīdī.
Citiem vārdiem sakot, vektors e ir vērsta uz pieskari elektroenerģijas līnijas katrā punktā. Power līnija ir attiecināta uz virzienu - gar vektoru. Bilde silest līnijas ir vizuāls veids jaudas lauksTas dod priekšstatu par telpiskās jomas struktūru, tā avotiem, ļauj noteikt virzienu sprieguma vektora jebkurā brīdī.
5. Vienveidīgs elektriskais lauks, ko sauc par lauku, vektoruE no kuriem tas pats (lielākais un virziens) visos punktos. Šis lauks rada, piemēram, vienmērīgi uzlādēta plakne pie punktiem, kas atrodas pietiekami tuvu šīs plaknes.
6. Lauks ir vienmērīgi uzlādēts pār bumbu virsmu, kas ir vienāda ar nulli bumbu,
bet Ārpus bļoda sakrīt ar punkta uzlādes laukuQ, kas atrodas centrā bumbu:
k | Q | | r\u003e r | ||
E \u003d r2. | |||
pie R.< R | |||
kur Q ir bumbu bumba, r ir tā rādiuss, r ir attālums no bumbas centra līdz punktam, in
kuru nosaka Vector E.
7. Dielektrrikā, lauks ir vājināts. Piemēram, punktu uzlādēts vai vienmērīgi uzlādēts uz eļļas iegremdēšanas virsmas, izveidojiet elektrisko lauku
E \u003d k ε | r q 2 |,
ja r ir attālums no punkta maksas vai bumbas centra līdz punktam, kurā nosaka spriedzes vektoru, ε ir eļļas dielektriskā caurlaidība. Dielektriskā konstante ir atkarīga no vielas īpašībām. Vacuumε dielektriskā caurlaidība \u003d 1, gaisa dielektriskā caurlaidība ir ļoti tuvu vienai (risinot problēmas, parasti tiek uzskatīts par 1) citu gāzveida, šķidru un cieto dielektricsε\u003e 1.
8. Kad līdzsvara maksājumi (ja nav pasūtīta kustība), elektriskā lauka stiprums vadītāju iekšpusē ir nulle.
Strādāt elektriskajā laukā. Iespējamā atšķirība.
1. Fiksēto maksu lauks (elektrostatiskais lauks) ir svarīgs īpašums: darba spēki elektrostatiskais lauks Lai pārvietotu testa maksu no noteiktā 1. punkta 1. apakšpunktā, tas nav atkarīgs no formas trajektorijas, bet nosaka tikai ar sākotnējā un parametru noteikumiem. Lauki, kuriem ir šāds īpašums, sauc par konservatīvu. Konservatīvisma īpašības ļauj noteikt tā saukto iespējamo atšķirību diviem no jebkuriem lauka punktiem.
Iespējamā atšķirībaΦ 1 -φ 2 1. un 2. punktā ir vienāds ar 12 spēku darbības attiecību testa maksas pārvietošanai Q no 1. punkta līdz 2 kbelichine, jāmaksā:
φ1 - φ2 \u003d q 12.
Šāda iespējamā atšķirības noteikšana ir jēga tikai tāpēc, ka darbs nav atkarīgs no trajektorijas formas, bet nosaka trajektoriju sākotnējā un beigu noteikumus. Sistēmā potenciālā atšķirība tiek mērīta voltos: 1b \u003d j / cl.
Kondensatori
1. kondensators sastāv no diviem diriģentiem (tos sauc par plāksnēm), kas atdalītas ar vienu no otrā dielektriskās slāņa (2. att.), Un maksa par vienu
aizbāžņi Q, un otrs -q. Par pozitīvu segumu sauc par kondensatora maksu.
2. Var pierādīt, ka atšķirība potenciālā φ 1 -φ 2 starp plāksnēm ir proporcionāla vērtībai uzlādesQ, tas ir, ja, piemēram, maksa tiek palielināta par 2 reizēm, tad potenciālā atšķirība palielināsies par 2 reizēm.
ε S.
φ 1φ 2.
3. attēls.
Šādu proporcionalitāti var izteikt ar formulu
Q \u003d C (φ 1-2),
ja c ir proporcionalitātes koeficients starp kondensatora maksu un iespējamo atšķirību starp tās plāksnēm. Šo koeficientu sauc par elektrisko jaudu vai vienkārši kondensatora kapacitāti. Jauda ir atkarīga no plāksnes ģeometriskajiem izmēriem, to savstarpējās atrašanās vietas un dielektriskā caurlaidība vidēja. Potenciālo atšķirību sauc arī par spriegumu, kas ir apzīmēts. Tad
Q \u003d cu.
3. Dzīvoklis kondensators ir divas plakanas vadošas plāksnes, kas atrodas paralēli viens otram D (3. att.). Šis attālums tiek pieņemts, ka tas ir mazs, salīdzinot ar plates lineāro izmēriem. Katras plāksnes (kondensatora skava) platība ir vienāda, maksa par vienu plāksnīti, un otrs -q.
Dažos attālumos no malām laukums starp plāksnēm var uzskatīt par viendabīgu. Tāpēc φ 1 -φ 2 \u003d ed, vai
U \u003d ed.
Plakana kondensatora konteineru nosaka ar formulu
C \u003d εε d 0 s,
kur ε 0 \u003d 8,85 10-12 f / m ir elektriskā konstante, ε ir dielektriskā caurlaidība dielektriskās starp plāksnēm. No šīs formulas var redzēt, ka, lai iegūtu lielu jaudu kondensatoru, ir nepieciešams palielināt plates platību un samazināt attālumu starp tiem. Dieleizskārtu klātbūtne ar lielu dielektrisko konstanti izraisa arī kapacitātes pieaugumu. Dielektriskās plāksnes loma ir ne tikai dielektriskās konstantes palielināšana. Ir arī svarīgi, lai labie dielektriķi varētu izturēt augstu elektrisko lauku, neļaujot sadalījumu starp plāksnēm.
Sistēmā konteiners tiek mērīts faradayays. Plakanajam kondensatoram vienā Faradejā būtu gigantiski izmēri. Katras plāksnes platība būtu aptuveni 100 km2 attālumā starp tiem 1 mm. Kondensatori tiek plaši izmantoti tehnikā, jo īpaši apsūdzību uzkrāšanai.
4. Ja uzlādētais kondensators ir pārklāts, lai aizvērtu metāla vadu, tad radīsies diriģents elektrība Un kondensators ir izlādējies. Kad pašreizējās plūsmas vadā ir izvēlēta noteikta siltuma daudzums, kas nozīmē, ka iekasētajam kondensatoram ir enerģija. Var pierādīt, ka jebkura uzlādes kondensatora (ne vienmēr plakana) enerģija tiek noteikta pēc formulas
W \u003d 1 2 cu2.
Ņemot vērā, ka Q \u003d Cu, enerģijas formulu var pārrakstīt arī kā
W \u003d q 2 \u003d qu.
"Elektriskā lauka maksa" - kad elektrifikācija, elektroni iet no dažām iestādēm uz citiem. Elektriskā lauka stipruma vektors, ko rada divi identiski maksājumi C, kas vērsti uz ... 1) pa kreisi 2) 3) uz augšu 4) pa labi. Otrajā direktorā, pārvietojot to pašu maksu, elektriskais lauks padara iespēju 40 J. pievilcību, kas atgriež mijiedarbību, nav klāt.
"Elektriskā lauka spriedze un potenciāls" - kāpēc haizivs ātri atklāj personu ūdenī? MĒRĶU MĒRĶI: Kāpēc Haizivs ātri atklāj personu, kas ir nonākusi ūdenī? Daži praktiski piemēri par elektriskā lauka galveno īpašību izmantošanu. Attālums starp mākoņu un zemi ir 2 km. Reciterācija. Starp mākonis un zeme bija atšķirība potenciālu 4 GV.
"Elektriskā lādiņa no ķermeņa" - likums par taupīšanas maksas 1.2. Elektrisko lādiņu mijiedarbība vakuumā. Jautājums I. bruņas piegāde Eksāmens 651 - 750 - Trīs !!! Likums par taupīšanas maksu. Līdz ar to elektrostatiskās mijiedarbības enerģija - potenciālā enerģija. Jautājumi un eksāmena nokārtošana tikai noteiktā laika posmā, t.sk. Plānots.
"Lauka potenciāls" ir elektrostatiskā lauka potenciāls. Iespējamā lielums tiek uzskatīts par salīdzinājumā ar izvēlēto nulles līmeni. Visiem diriģenta iekšienē ir tāds pats potenciāls (\u003d 0). Katrs elektrostatiskais lauks ir potenciāli. Uz slēgta trajektorija, elektrostatiskās lauka darbība ir 0. īpašības. Spriegums diriģenta iekšpusē \u003d 0, kas nozīmē potenciālu atšķirību \u003d 0.
"Elektriskais lauks un tā spriedze" - līnija elektriskā lauka sākas pozitīvas maksas Un beidzas ar negatīvu. Spriedzes līnija divām plāksnēm. Darbojas elektriskie maksājumi Ar kādu spēku. Saskaņā ar Faraday ideju elektriskie maksājumi nerīkojas viens otram tieši. "Elektriskais lauks. Kādi ir elektrisko lādiņu veidi?
"Elektriskais lauka stiprums" - sprieguma mērvienība SI sistēmā: [U] \u003d 1 B 1 volts ir vienāds elektriskā spriedze Ķēdes sadaļā, kur tiek veikta maksa par maksu, vienāds ar 1 cl, vienāds ar 1 j: 1 v \u003d 1 j / 1 cl. 1979. gadā ASV tika iegūts augstākais spriegums laboratorijas apstākļos. Spriegums raksturo strāvas radīto elektrisko lauku.
Kopā 10 prezentācijas
