April 27 2017 21:36:20
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Электростатика проводников
Основы электростатикиВ конденсированных средах все электрические заряды делятся на связанные заряды, которые входят в состав отдельных атомов и могут перемещаться только в пределах этих атомов, и на свободные заряды, которые принадлежат сразу всем атомам среды и могут перемещаться по всей среде. Концентрация и подвижность свободных зарядов определяют способность среды проводить электрический ток. Для однородной и изотропной среды сопротивление постоянному току описывается формулой
ёмкость уединенного проводника
Основы электростатикиВ случае проводящего шара радиусом , находящегося в вакууме, его ёмкость . (4.7) Если Землю считать проводящим шаром с радиусом , то её ёмкость окажется равной . Опыт показывает, что благодаря грозовой деятельности Земля обладает отрицательным зарядом ~, который создаёт вблизи её поверхности постоянное электрическое поле ~. Благодаря проводимости своего тела человек не чувствует это поле, поскольку поле индуцированных зарядов полностью компенсирует электрическое поле Земли во всех точках тела. Атмосфера Земли в целом обладает положительным зарядом, причём разность потенциалов между верхними слоями атмосферы и поверхностью Земли достигает .
Электрическое поле в диэлектриках
Основы электростатикиК диэлектрикам относятся вещества с удельным сопротивлением ρ > . Большая величина ρ объясняется тем, что в диэлектриках практически нет свободных зарядов и поэтому они плохо проводят постоянный электрический ток. Действие постоянного электрического поля на диэлектрик заключается в пространственном перераспределении определенным образом связанных зарядов, входящих в состав атомов и молекул. Все диэлектрики делятся на полярные и неполярные. В отсутствие внешнего электрического поля молекулы полярных диэлектриков обладают постоянным электрическим дипольным моментом, поскольку у них положительные и отрицательные заряды в некоторой степени пространственно разделены. К полярным молекулам относятся несимметричные двухатомные молекулы (), молекулы воды , некоторые многоатомные молекулы . Электрический дипольный момент несимметричных двухатомных молекул порядка , где - заряд электрона и - расстояние между атомами.
поляризационные заряды
Основы электростатикиСогласно (5.7) для однородно поляризованного диэлектрика, когда , объемные поляризационные заряды во всех точках внутри диэлектрика равны нулю: . В этом случае поляризационные заряды распределены по внешней и внутренней поверхностям диэлектрика и характеризуются поверхностной плотностью . Электрическое поле внутри диэлектрика создается как поляризационными, так и свободными зарядами, не входящими в состав атомов и молекул диэлектрика. Свободные заряды могут находиться вне или внутри диэлектрика, куда они помещены каким-либо способом. Согласно теореме Гаусса для вектора напряженности электрического поля
Законы постоянного тока
Основы электростатикиЭлектрический ток проводимости есть направленное упорядоченное движение электрических зарядов. С помощью тока осуществляется пространственный перенос энергии от источника электрической энергии к ее потребителю. Этот перенос энергии происходит за счет электромагнитного поля, возникающего вокруг проводников с током, который задает направление переноса энергии. Электрический ток определяется направленным движением как положительных, так и отрицательных свободных зарядов. За направление электрического тока принято считать направление движения положительных зарядов, которые создают или создавали бы точно такой же ток, как движущиеся отрицательные заряды.
закон сохранения электрического заряда
Основы электростатикиОпыт показывает, что электрический заряд, находящийся в электрически изолированной системе, через границы которой невозможен перенос электрического заряда, независимо от физических процессов, протекающих в этой системе, сохраняется постоянным. Это обобщение опытных данных называется законом сохранения электрического заряда. Иными словами, в природе не обнаружены такие явления, при которых менялось бы алгебраическая сумма зарядов всех участвующих в рассматриваемом явлении частиц. Если в каком-либо процессе возникают или исчезают заряженные частицы, то алгебраическая сумма зарядов этих частиц всегда равна нулю. Примером может служить электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы-позитрона при аннтиляции их в электромагнитное излучение большой частоты
закон Ома в интегральной форме
Основы электростатикиДля перехода к интегральной форме закона Ома для участка проводника, где действуют только две силы (6.4), введем понятие линии тока как кривой, в каждой точке которой вектор плотности тока направлен по касательной к этой кривой и можно записать, что где - единичный вектор касательной к линии тока. Для постоянного тока линии тока совпадают с силовыми линиями постоянного электрического поля. Отсюда следует, что для всех точек эквипотенциальной поверхности, где потенциал электрического поля φ=const, единичный вектор нормали к этой поверхности совпадает с соответствующим единичным вектором касательной для линии тока, проходящей через рассматриваемую точку эквипотенциальной поверхности.
Второе правило Кирхгофа
Основы электростатикиДля произвольной разветвленной цепи постоянного тока всегда можно выбрать необходимое количество узлов и контуров, позволяющее с помощью правил Кирхгофа записать полную систему независимых уравнений, где число уравнений равно числу неизвестных токов и зарядов. Если в результате решения полученной системы уравнений какой-либо ток или заряд окажется отрицательным, то необходимо поменять направление соответствующего тока или порядок распределения положительного и отрицательного зарядов на обкладках конденсатора.
магнитный момент витка
Основы электростатикиДля усиления магнитного поля используется согласованное направленное движение большого числа электрических зарядов, т.е. постоянный ток. Магнитное поле произвольного проводника с током может быть рассчитано с помощью закона Био-Савара-Лапласа, который был открыт французскими физиками Ж.Б.Био и Ф.Саваром в 1820 г. и сформулирован в общем виде П.Лапласом. Согласно закону Био-Савара-Лапласа магнитная индукция магнитного поля, созданного элементом проводника длиной dl, по которому течет ток I, в точке наблюдения P описывается формулой
теорема Гаусса для векторного поля магнитной индукции
Основы электростатикиМагнитное взаимодействие прямолинейных проводников с токами I1= I2= I используется для определения единицы силы постоянного тока в системе Си, т.е. ампера. Ампер – сила постоянного тока, проходящего по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1м. друг от друга в вакууме, и создающего между этими проводниками силу на единицу длины проводника 2*10-7Н/м (1948 г.). В настоящее время разрабатываются новые эталоны единицы силы постоянного тока. В частности, предлагается использовать квантовый эталон на основе туннельного эффекта электронов в условиях синхронизации туннелирования электронов с помощью радиоизлучения стабилизированной частоты. Сила такого туннельного тока
инерциальная система отсчета
Основы электростатикиРазделение электромагнитного поля на электрическую и магнитную составляющую является относительным, поскольку оно зависит от выбора инерциальной системы отсчета, в которой описывается электромагнитное поле. Согласно специальной теории относительности векторы и в разных инерциальных системах отсчета связаны между собой преобразованиями Лоренца.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,452,477 уникальных посетителей