Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
Идеальный проводник – проводник, в котором движение свободных зарядов возникает при сколь угодно малой напряженности электростатического поля.
Для идеального проводника E=0, следовательно его e®¥
Заряды, сообщенные проводнику, располагаются на его поверхности.
Суммарный заряд внутренней области проводника равен нулю и не влияет на распределение зарядов на поверхности и на напряженность поля внутри проводника.
Напряженность поля внутри полости проводника будет таким же как и в сплошном проводнике (равным нулю).
Электростатическое поле внутрь проводника не проникает.
Это используется при экранировании от электростатических полей.
Экранирование электростатического поля возможно, так как наряду с силами притяжения между зарядами действуют силы отталкивания.
Экранирование гравитационного поля невозможно, так как там действуют только силы притяжения.
Напряженность тела в проводнике равна нулю, следовательно равна нулю и работа по перемещению заряда. При таком перемещении заряда потенциал во всех точках проводника одинаков.
Aq = q(j1 - j2) = 0
Поверхность проводника – эквипотенциальная поверхность.
Линии напряженности электростатического поля перпендикулярны поверхности проводника.
Рассмотрим распределение заряда на двух заряженных сферах, соединенных проводящей перемычкой.
Равновесие зарядов установится тогда, когда сила, действующая на заряды в перемычке, будет равна нулю, т.е. будет равна нулю напряженность поля в ней.
При этом разность потенциалов между сферами так же будет равна нулю.
j1 = j2 = =
(уравнение потенциала поля точечного заряда и заряженной сферы)
Q1 + Q2 = q1 + q2
(закон сохранения заряда)
Из уравнения потенциалов и закона сохранения заряда получаем, что
заряд на сфере пропорционален ее радиусу.
q2 = R2
Напряженность поля в непосредственной близости от сфер:
E1 = =
E1 = =
Чем меньше радиус кривизны поверхности, тем больше напряженность поля вблизи нее.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ(уч.10кл.стр.397-398 )
Определение электрической емкости
Формула. Обозначение. Единицы измерения. Кратные единицы измерения
Формула емкости уединенной сферы радиуса R. Ее физический смысл
Конденсатор (см.ниже уч.10кл.стр.400)
Последовательное и параллельное соединение емкостей
Введем физическую величину, характеризующую способность двух проводников накапливать заряд. Эту величину называют электрической емкостью.
Напряжение U между двумя проводниками пропорционально электрическим зарядам, находящимся на проводниках (+q и –q) Если заряды удвоить, то напряженность электрического поля станет в 2 раза больше, следовательно в 2 раза увеличится и работа, совершаемая полем при перемещении заряда, т.е. в 2 раза увеличится напряжение.
Отношение заряда q одного из проводников (на другом находится такой же по модулю заряд) к разности потенциалов между этими проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами проводников, их взаимным расположением, а так же электрическими свойствами окружающей среды(диэлектрической проницаемости) Это позволяет ввести понятие электроемкости двух проводников:
Электроемкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этими проводником и соседним:
C =
Сама емкость не зависит ни от сообщенных проводникам зарядов, ни от возникающего напряжения.
Электроемкость двух проводников равна единице, если при сообщении им зарядов по 1 Кл между ними возникает разность потенциалов 1В.
Эту единицу называют Ф (Фарада) Ф = Кл/В
Уединенный проводник – проводник, на электростатическое поле которого не влияют другие заряженные тела
Говорить об электроемкости одного проводника имеет смысл, если проводник является уединенным, т.е. расположен на большом по сравнению с его размерами расстоянии от других проводников. Так говорят, например, о емкости проводящего шара. При этом подразумевается, что роль другого проводника играют удаленные предметы, расположенные вокруг шара.
Электрическая емкость (электроемкость) уединенного проводника – физическая величина, равная отношению заряда проводника к его потенциалу
C =
Обозначение - С
Единица измерения – Ф (Фарада, в честь ученого Фарадея)
1 Ф = 1 Кл/В
Величиной характеризующей электроемкость сферы, является ее радиус.
Потенциал на поверхности сферы j =
Емкость сферы :
C = = 4πe0R
Емкость сферы зависит от ее радиуса и не зависит от заряда на ее поверхности.
Емкость в 1 Ф очень большая (больше радиуса Солнца)
R = ≈ 9*109 м
На практике пользуются кратными единицами электрической емкости:
1 пФ (рF пикофарада) = 10-12 Ф
1 мкФ (mF микрофарада) = 10-6 Ф
При определенном потенциале jmax = Qmax/C заряды начинают покидать проводник. Силы отталкивания выбрасывают заряды с поверхности проводника из-за их слишком большого количества.
Чем больше емкость проводника, тем больший максимальный заряд может на нем находится.
Электроемкость уединенного проводника определяется его геометрическими размерами.
КОНДЕНСАТОР(уч.10кл.стр.399-402)
Электрическая емкость (см.выше уч.10кл.стр.397-399)
Способы увеличения электроемкости проводника.
Опыт по перераспределению заряда в проводниках (уч.10кл.стр.399 на полях)
Определение и модель конденсатора
Электрическая емкость конденсатора
Физическая модель плоского конденсатора.
Напряженность поля в плоском конденсаторе
Формулы напряженности поля и емкости плоского конденсатора
Физический смысл формулы емкости плоского конденсатора
Способы повышения емкости конденсатора
Виды и конструкция конденсаторов
Последовательное и параллельное соединение конденсаторов
КОНДЕНСАТОР ПРИ ПРЕМЕННОМ ТОКЕ (ДОБАВИТЬ ИЗ ДРУГОГО ИСТОЧНИКА)
Электроемкость уединенного проводника определяется его геометрическими размерами.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100