Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПЛАН
ВОПРОС 1. ВВЕДЕНИЕ
В природе существует два рода электрических зарядов.
Тела с положительным (+) зарядом притягиваются к телам с отрицательным (-) зарядом, а если одноимённые - (+) с (+) и (-) с (-), то отталкиваются.
Можно сказать, что тело электрически заряжено, то есть телу сообщён электрический заряд.
Электрический заряд ( q ) – количественная мера способности тел к электромагнитным взаимодействиям; (кулон).
Закон, устанавливающий силу взаимодействия точечных зарядов, был установлен в 1785 г. Кулоном с помощью крутильных весов.
где - коэффициент пропорциональности ; - сила взаимодействия; - величины электрических зарядов; - расстояние между точечными зарядами.
Закон Кулона. Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой соединяющей эти заряды.
Если между зарядами находится какая-либо среда, опыт показывает, что сила взаимодействия между зарядами уменьшается в раз, где - диэлектрическая проницаемость среды:
ВОПРОС 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
Закон Кулона не объясняет, как наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии. По теории Максвелла и Фарадея взаимодействия осуществляются посредством электрических полей.
Электрическим полем называется материальная среда, в которой обнаруживается силовое действие на зараженные частицы или тела. Условно электрическое поле изображают в виде электрических силовых линий, направление которых совпадает с направлением сил, действующих в нем.
Электрическое поле можно изображать с помощью линий напряженности – силовых линий.
Напряженность электрического поля – силовая характеристика электрического поля:
|
, |
Потенциал – это энергетическая характеристика электрического поля.
Потенциал электрического поля можно рассчитать по формуле:
|
, |
Электрическое поле потенциально. Работу сил электрического поля можно рассчитать по формулам:
- электрическое напряжение; (вольт)
Между напряжением и напряженностью электрического поля существует связь:
Отсюда:
ВОПРОС 3. ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ
Под проводником понимается вещество или материал, который проводит электрический ток, т.к. там имеются свободные заряженные частицы.
К проводникам относятся металлы, электролиты, ионизированный газ.
Важным свойством проводников является способность накапливать электрический заряд.
(Фарад) – электрическая емкость.
Под диэлектриком понимают вещество или материал, который не проводит электрический ток.
К ним относятся: дерево, полиэтилен, вода дистиллированная, неионизированный газ.
Важным свойством диэлектрика является способность ослаблять внешнее электрическое поле. Степень ослабления электрического поля определяется свойствами диэлектрика:
- показывает во сколько раз собственное поле диэлектрика ослабляет внешнее электрическое поле.
Указанные свойства проводников и диэлектриков используются в производстве электротехнических устройств – конденсаторов.
Под конденсатором понимают устройства из двух проводников между которыми имеется слой диэлектрика.
|
Электролитические конденсаторы |
На схемах конденсатор обозначается
Электроемкость конденсатора можно рассчитать по формулам:
|
, |
- площадь пластин; - расстояние между пластинами; - диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами.
Заряженный конденсатор обладает энергией. Энергия заряженного конденсатора определяется энергией электрического поля одной пластины:
Для получения необходимой емкости конденсаторы соединяют между собой в батареи, применяя при этом параллельное, последовательное и смешанное соединения.
Параллельное соединение конденсаторов
|
При параллельном соединении общая емкость равна сумме емкостей, так как параллельное соединение увеличивает общую площадь обкладок: |
Основные характеристики: ; ; . ; Если то: |
Последовательное соединение конденсаторов
|
При последовательном соединении конденсаторов уменьшается общая емкость системы, которая будет меньше емкости любого из последовательно включенных конденсаторов, так как последовательное включение подобно увеличению толщины диэлектрика, т. е. расстоянию между обкладками конденсатора. |
Основные характеристики: - для трех конденсаторов - для двух конденсаторов Если , то |
При расчете батарей конденсаторов выполняется энергетический баланс:
Данное уравнение называется уравнением энергетического баланса.
|
Контрольные вопросы
|