Coulomb-törvény

1. töltött test hatnak egymásra. A természetben kétféle díjak, a hagyományosan az úgynevezett pozitív és negatív. A díjak az azonos jel (azonos nevű) taszítják a díjak ellentétes előjelű (ellentétes töltések) vonz. A mértékegység az SI díjak - pendant (jelölése

2. A természetben van a legalacsonyabb díjat. ez az úgynevezett

elemi és jelentésük e. A számértéke elemi töltés e ≈ 1,6 10 -19 Cl, RE elektron töltése q = - e. proton proton töltés q = + e. Minden díjat

a természetben többszöröse az elemi töltés.

3. Az elektromosan szigetelt rendszer algebrai összege a díjak változatlanok maradnak. Például, ha kombináljuk két azonos fém gyöngyön díjak q 1 = 5 = 5 nC 10 -9 Cl 2 és q = - 1 NC, a töltés eloszlik

között egyenlő a golyók és a töltés q mindegyikének a golyók egyenlő lesz

q = (q 1 + q 2) / 2 = 2 nC.

4. A töltés nevezzük pont, ha a geometriai méretei sokkal kisebbek a távolságok, amelyeken hatását vizsgálták ennek a tehernek a további díjakat.

5. Coulomb-törvény határozza meg, az az erő, a villamos kölcsönhatás két helyhez kötött pont díjak q 1 és q 2 található a parttól r egymástól (1. ábra)

6. A kölcsönhatás erősségét két pont hátba független jelenléte ezen díjak közel a másik töltött testek. Ez a megállapítás az úgynevezett szuperpozíció elve.

Elektromos térerősségvektor

1. Helyezze közelében rögzített a töltött test (vagy több szervet) pont q töltéssel. Azt feltételezzük, hogy a díj összegének q olyan kicsi, hogy nem okoz mozgása díjak és más szervezetek (például töltés úgynevezett próba).

Oldalról a töltött test az álló vizsgálati díj q jár az erő F. szerint Coulomb-törvény és a szuperpozíció elve az F erő arányos a töltés q. Ez azt jelenti, hogy ha a értéke a vizsgált díj növelésére, például 2-szer, az erő nagyságát F növeli 2-szer, ha a megjelölés a díj q változtatni az ellenkezőjét, akkor az erő változik az ellenkező irányba. Az ilyen arányosság fejezhető ki képlettel

A vektor E. nevezik az elektromos mező vektort. Ez a vektor függ a töltés eloszlása ​​a szervek létrehozására az elektromos mező, és

a helyzet a pont, ahol az említett módszer meghatározása vektor E. Elmondhatjuk, hogy az elektromos mező vektor egyenlő a ható erő egységnyi pozitív töltést helyezünk egy pont a térben.

Meghatározása E G = F G / q általánosítható esetében változó (idő-független) mezőket.

2. kiszámítani a vektor az elektromos mező által létrehozott fix pont ellenében K. A. válasszon egy pont található egy r távolságban ponttöltés Q. Annak érdekében, hogy meghatározzuk az intenzitás vektor ezen a ponton, mentálisan tesz bele egy pozitív teszt q töltéssel. tovább

teszt díjat attól a ponttól, Q töltésű lesz ereje vonzás vagy taszítás függően jele a töltés Q nagyságrendje az erő egyenlő

Következésképpen, a nagysága az elektromos mező által létrehozott fix pont Q töltésű olyan ponton A. távoli belőle egy r távolságtól. jelentése

Vektor E G kezdődik A pont és irányul a töltés K. Ha a Q> 0, és a Q töltésű,

3. Ha az elektromos mező által generált több ponton díjak, a vektor a feszültség bármikor megtalálható a szuperpozíció elve területeken.

4. A távvezeték (E vonal vektor) nevezzük geometriai vonal,

érintőleges amelyek minden ponton egybeesik a vektor E ezen a ponton.

Más szavakkal, az E vektor tangenciálisan irányított a távvezeték minden ponton. Távvezeték tulajdonított irányba - végig a vektor E. képet erővonalak egy kézenfekvő módja az erőtér, ötletet ad a térszerkezet a területen, annak forrásait, lehetővé teszi, hogy meghatározza a vektor irányát feszültség bármikor.

5. A homogén elektromos mező az úgynevezett mező vektora E ugyanaz (a nagyság és irány) minden pontján. Egy ilyen területen hoz létre, például egyenletesen töltött síkban található pontok elég közel ezen a síkon.

6. Field egyenletesen töltött felülete fölött a labda belsejében a labda nullával egyenlő,

és a golyón kívül egybeesik területén ponttöltés Q. központjában egy gömb:

7. A dielektrikumok mező gyengült. Például, az a pont töltés vagy egyenletesen töltött felületét a labdát, elmerül az olaj, ami egy elektromos mező

ahol r - távolság a ponttöltés vagy a gömb középpontjától a pont, amelynél a meghatározott intenzitású vektor, ε - olaj dielektromos állandója. A dielektromos állandója függ az anyag tulajdonságaival. A dielektromos vákuum ε = 1, a dielektromos állandója levegő nagyon közel van az egység (a problémák megoldásában jellemzően úgy vélik egyenlő 1), az egyéb gáznemű, folyékony és szilárd dielektrikumok ε> 1.

8. Ha a töltés egyensúly (ha az általuk megrendelt mozgás) az elektromos mező belsejében vezető nulla.

Dolgozni egy elektromos mező. A potenciál különbség.

1. A mező fix költségek (elektrosztatikus mező) rendelkezik a fontos tulajdonsága elektrosztatikus mező erők munkáját egy teszt töltés mozog egy pont 1 pont 2 nem függ az alak a röppálya, és határozza meg, csak a rendelkezései a kezdő- és végpontját. Fields, hogy van ez a tulajdonság az úgynevezett konzervatív. konzervatív tulajdonság határozza meg, egy úgynevezett potenciális különbség a két pont a területen.

A potenciális különbség φ 1 -φ 2 1. és 2. pont az aránya a munka A 12 mező erők egy teszt q töltéssel mozgó pont 1 pont 2 kvelichineetogo töltés:

φ 1 - φ 2 = Q 12.

Ilyen jel a potenciális különbség van értelme csak azért, mert a munka független az alak a röppálya, és határozza meg a rendelkezéseket a kezdő- és végpontját a pályákat. Az SI potenciális különbség mérjük V: 1V = J / C

kondenzátorok

1. A kondenzátor két vezeték (más néven elektródákat) elválasztjuk egymástól dielektromos réteggel (2), ahol a töltés

Q. lemezek és a másik - Q. A Q töltésű pozitív elektród az úgynevezett töltés kondenzátor.

2. Meg lehet mutatni, hogy a potenciálkülönbség φ 1 -φ 2 az elektródák között arányos a díj Q. azaz ha például, a Q töltésű növekedést 2-szer, akkor a potenciális különbség fog növekedni 2-szer.

Az ilyen arányosság fejezhető ki képlettel

ahol C - együtthatóval közötti arányosság kondenzátor töltési és a potenciális különbség a lemezek. Ez az arány az úgynevezett elektromos kapacitással, vagy a kondenzátor kapacitása. Kapacitás függ geometriai méreteinek a lemezeket, és a kölcsönös elrendezése, valamint a dielektromos állandója a közeg. A potenciális különbség is nevezik a stressz, amelynek jele U. Ekkor

3. Lapos kondenzátor két sík vezetőképes lapot elrendezve egymással párhuzamosan bizonyos távolságban d (3. ábra). Ez a távolság feltételezzük, hogy kisebb, mint a lineáris méretei a lemezeket. A terület minden egyes lemez (kondenzátor lemezeket) S. töltés Q. egyik lemez, és a másik - Q.

Bizonyos távolságra a széleit a mező a lemezek közötti lehet tekinteni egységes. Ezért φ 1 - φ 2 = Ed. vagy

Kapacitás lapos kondenzátor határozza

ahol ε 0 = 8,85 10 -12 F / m - a dielektromos állandó, ε - dielektromos állandója a dielektromos a lemezek között. Ebből a képletből kitűnik, hogy szerezni egy nagy kapacitású kondenzátor kell növelni a terület elektródák és hogy csökkentse a távolságot közöttük. A jelenléte a szigetelő lemezek közötti nagy dielektromos állandója ε szintén növeli a kapacitást. A szerepe a dielektromos a lemezek között nem csak növeli a dielektromos állandója. Fontos az is, hogy a jó szigetelők ellenáll a magas elektromos tér, megakadályozza a bontást a lemezek között.

Az SI rendszer kapacitása mérik farads. Lemezkondenzátor egy Faraday volna egy hatalmas méretű. A terület minden egyes lemez lenne megközelítőleg egyenlő 100 km 2, hogy távolság legyen közöttük 1 mm. Kondenzátorok széles körben használják a szakterületen, különösen a töltéstároló.

4. Ha egy feltöltött kondenzátor lemez közel fémes vezetőt, az elektromos áram lép fel vezeték és a kondenzátor lemerült. Amikor áram folyik a vezetőben kiosztott bizonyos mennyiségű hőt, ami azt jelenti, hogy a kondenzátor feltöltött energia. Belátható, hogy az energia bármely feltöltött kondenzátor (nem szükségszerűen lapos) képlet által meghatározott

Tekintettel arra, hogy a Q = CU. képlet az energia is írott formában