Физика Шпаргалка
Работа добавлена на сайт samzan.net:
46) Закон Кулона
Електростатична сила взаємодії F12 двох точкових нерухомих зарядів q1 та q2 в вакуумі прямо пропорційна добутку абсолютних значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r12 між ними.
у векторній фор
Сила взаємодії направлена вздовж прямої, що з'єднує заряди, причому однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються. Сили, що визначаються законом Кулона адитивні. Коефіціент пропорційності k має назву електростатичної сталої та залежить від вибору одиниць виміру. К=1/(4πε0) ≈ 8,987742438·109 Н·м2·Кл-2, де - електрична стала. В системі СГСГ одиниця вимірювання заряду обрана таким чином, що k=1. Такі умови є необхідними для виконання сформульованого закону:
Точковість зарядів — відстань між зарядженими тілами має бути набагато більшою від розмірів тіл.
Нерухомість зарядів. В протилежному випадку потрібно враховувати магнітне поле заряду, що рухається. В однорідному ізотропному середовищі сила взаємодії між зарядами зменшується в ε разів: , де ε діелектрична проникність середовища.
Принцип суперпозиції
При́нцип суперпози́ции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит: результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил. Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.
47) Електростатичне поле його характерстики
Електри́чне по́ле — одна зі складових електромагнітного поля, що існує навколо тіл або частинок, що мають електричний заряд, а також у вільному вигляді при зміні магнітного поля (наприклад, в електромагнітних хвилях). Електричне поле може спостерігатися завдяки силовому впливу на заряджені тіла. Кількісними характеристиками електричного поля є вектор напруженості електричного поля вектор електричної індукції. У випадку, коли електричне поле не змінюється з часом, його називають електростатичним полем. Це полестворюється тільки електричними зарядами. Воно існує в просторі, що оточує ці заряди, і нерозривно з ними пов'язане. Головна властивість електричного поля - здатність діяти на внесені в нього електричні заряди з деякою силою. Тому досліджують електричні поля за допомогою пробного точкового заряду. Пробний заряд q0 має бути малим, щоб він не спотворював помітно досліджуваного поля.
Створення електричного поля: Електричне поле створюється зарядженими тілами, зокрема зарядженими елементарними частинками. Таке поле є потенціальним. Його напруженість визначається законом Кулона. Силові лінії потенціального електричного поля починаються і закінчуються на зарядах або виходять на нескінченність.
48) Напруженість та потенціал електричного поля. Зв’язок між ними.
Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі. де — сила, q — електричний заряд, — напруженість електричного поля. В системі СІ вимірюється у В/м, на практиці здебільшого у В/см. Величина, яка дорівнює відношенню , може служити силовою характеристикою поля. Векторна величина E=F/qпр називається напруженістю електричного поля. Напруженість електричного поля числово дорівнює силі, що діє на одиничний позитивний пробний заряд в даній точці поля. За напрямок вектора напруженості беруть напрямок сили, з якою поле діє на пробний позитивний заряд, вміщений у певну точку поля (рис. 71).
Потенціал – це енергетична характеристика поля, потенціал чисельно=роботі яку виконують сили поля над одиничними позитивними зарядами при перенесенні його з даної точки поля в нескінченність. Розглянемо поле, яке створюється нерухомим точковим зарядом q у вакуумі (рис. 73). Нехай в електростатичному полі заряду q вздовж довільної траекторії з точки 1 в точку 2 переміщується інший точковий заряд під дією сили. Робота силина елементарному переміщенні дорівнює: Робота при переміщенні заряду з точки 1 в точку 2 дорівнює:
Одиниця потенціалу – вольт. – це потенціал такої точки поля, в якій заряд в має потенціальну енергію в Потенціал поля, створеного одним точковим зарядом q у вакуумі, дорівнює: Роботу, яку виконують електроста- тичні сили при переміщенні заряду від точки 1 до точки 2 електростатичного поля, можна записати так: де та – потенціали поля в точках 1 та 2.
У векторному аналізі градієнтом скалярної величини називається така векторна величина, для якої справедливий запис: Отже,
Знаючи потенціал в кожній точці поля, за формулою можемо обчислити напруженість в кожній точці поля. Можна розв'язати і обернену задачу, тобто знаючи напруженість поля в кожній точці поля, можна знайти різницю потенціалів між двома довільними точками. Робота із переміщення заряду з точки 1 в 2 дорівнює: Інтеграл можна брати довільним шляхом, який з'єднує точки 1 та 2, оскільки електростатичне поле є консервативне. Геометричне місце точок з однаковим потенціалом називається еквіпотенціальною поверхнею.
59)ЕРС Електрорушійна сила кількісна міра роботи сторонніх сил із переміщення заряду, характеристика джерела струму. Вимірюється в системі СІ у Вольтах. Електрорушійна сила ділянки кола дорівнює енергії, яку отримує одиничний заряд, пройшовши цю ділянку кола. Для замкненого кола, де — f стороння сила.
55)Ємність Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение величины электрического заряда к разности потенциалов между этими проводниками. Для одиночного проводника ёмкость равна отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удалённой точки принят равным нулю. В математической форме данное определение имеет вид
где Q — заряд, U — потенциал проводника. Ёмкость определяется геометрическими размерами и формой проводника и электрическими свойствами окружающей среды (её диэлектрической проницаемостью) и не зависит от материала проводника. К примеру, ёмкость проводящего шара радиуса R равна (в системе СИ): C = 4πε0εR. Понятие ёмкости также относится к системе проводников, в частности, к системе двух проводников, разделённых диэлектриком — конденсатору. В этом случае взаимная ёмкость этих проводников (обкладок конденсатора) будет равна отношению заряда, накопленного конденсатором, к разности потенциалов между обкладками. Для плоского конденсатора ёмкость равна:
где S — площадь одной обкладки (подразумевается, что они равны), d — расстояние между обкладками, ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками, ε0 = 8.854×10−12 Ф/м — электрическая постоянная. Провідники в електричному полі: Характерною особливістю провідників є наявність у них вільних носіїв заряду. Якщо провідник поміщають у зовнішнє електростатичне поле , то кожен вільний заряд діє сила (рис. 87). Під дією сили відбувається переміщення вільних носіїв заряду і внаслідок цього відбувається перерозподіл електричних зарядів: на одній грані провідника буде надлишок вільних електронів, які заряджають її негативно, на іншій виникає нестача їх і ця грань заряджається позитивно.
49) Електростатична теорема Гауса
Нхай в однорідному електричному полі () проведена довільна площина dS. Одиничний вектор нормалі до площини утворює з вектором кут (рис. 75).
Потоком вектора напруженості будемо називати величину на напрямок вектора нормалі Повний потік вектора напруженості через довільну поверхню S буде. Нехай навколо точкового заряду описана сферична поверхня радіусом , в центрі якої знаходиться цей заряд (рис. 76).
Проекція вектора напруженості Еn на напрям нормалі буде:
тоді потік вектора напруженості через замкнену сферичну поверхню буде:
для замкнених поверхонь
53) Електричне поле в діелектриках Під дією поля діелектрик поляризується, тобто відбувається зміщення зарядів. Внаслідок цього на правій грані діелектрика буде надлишок позитивного заряду з поверхневою густиною , на лівій – від’ємного заряду з поверхневою густиною . Ці нескомпенсовані заряди, що появляються внаслідок поляризації діелектрика, називаються зв’язаними. Оскільки їх поверхнева густина менша від густини вільних зарядів площин, то не все поле компенсується зарядами діелектрика: на границі діелектрика відбувається розрив ліній напруженості зовнішнього електричного поля. Отже, поляризація діелектрика викликає зменшення в ньому поля порівняно з початковим зовнішнім полем. Поза діелектриком . Поява зв’язаних зарядів приводить до виникнення електричного поля , яке ослаблює . Результуюче поле всередині діелектрика: Оскільки поля і створені двома нескінченними зарядженими площинами
58) Закони сталого струму
Електричним струмом називають всякий упорядкований рух електричних зарядів. Електричний струм, який виникає у провіднику внаслідок того, що в ньому створюється електричне поле, називається струмом провідності. Під час руху електричних зарядів порушується їхній рівномірний розподіл; поверхня провідника вже не є еквіпотенціальною поверхнею. Всередині провідника повинно бути електричне поле. Переміщення електричних зарядів – електричний струм – продовжується доти, доки всі точки провідника не будуть еквіпотенціальними. Для появи й існування електричного струму треба, щоб виконувалися дві умови: перша – наявність у даному середовищі вільних електричних зарядів. Такими зарядами в металах є електрони провідності; у газах – позитивні іони й електрони; друга – наявність у даному середовищі електричного поля, енергія якого витрачалась б на переміщення електричних зарядів. Щоб струм був тривалим, енергія електричного поля повинна весь час поповнюватись, тобто потрібен такий пристрій, в якому би певний вид енергії безперервно перетворювався в енергію електричного поля. Такий пристрій називається джерелом електрорушійної сили, або джерелом струму. За напрямок електричного струму умовно приймають напрямок руху позитивних електричних зарядів. Кількісною мірою електричного струму служить сила струму – скалярна фізична величина, яка числово дорівнює електричному заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу: ---------------- Щоб струм був постійний, треба, щоб в кожній частині провідника заряди не нагромаджувались і не зникали. Тому коло постійного струму повинно бути замкненим. Для характеристики розподілу електричного струму по перерізу провідника вводять вектор густини струму . Вектор напрямлений вздовж струму і числово дорівнює силі струму, який проходить через одиницю площі перерізу провідника, який проведений перпендикулярно до напрямку струму:
У джерелі електрорушійної сили на електрони повинні діяти сили неелектростатичного походження, які називаються сторонніми. Сторонні сили, переміщаючи електричні заряди, виконують роботу. Фізична величина, що числово дорівнює роботі, яка виконується сторонніми силами під час переміщення одиничного позитивного заряду, називається електрорушійною силою (ЕРС), що діє в колі: Закон Джоуля – Ленца має вигляд
2. Универс закреплены права и обязанности учителей и других сотрудников школы учеников и их родителей
3. 10 реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Київ ~ Ди
4. Лекция по направлению Приборостроение Что такое чем мы не похожи на другие ВУЗы направления научных и
5. по темі Всі по черзі виходили до дошки і читали зі своїх планшетів інформацію
6. Тема Предмет и методология теории государства и права Сложность Ми
7. Военно промышленный комплекс России
8. 13 Жанры- Юмор Экшн [s]Кровьмесивохардкор[-s] Фэнтези Размер- хз но планируется Миди Комментарий автора С
9. I Да будет отныне навсегда мир и дружба между е
10. Курсовая работа- Особенность дознания по делам, по которым обязательно производство предварительного следствия
11. На сегодняшний день несмотря на интенсивное развитие других видов транспорта улучшение сервиса железная
12. на тему Проект технического переоснащения участка по производству сыра ООО сыроваренный завод Надежда в
13. Дипломная работа- Підготовка дітей до шкільного навчання
14. основание фундамент грунт и т
15. .1 Определения
16. Верифікація послідовного порту
17. 2014 н р 1 К
18. Строительные растворы
19. Рассказ о житии преподобного Иринарха, затворника Ростовского
20. Острый обструктивный бронхит