Экзамен по физике 2 курс. 1. Электрический заряд и его свойства. Электрический заряд
 Скачать 139.18 Kb.
|
|
10. Работа электрических сил при малом перемещении При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу. Электростатическое поле обладает важным свойством: Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда. Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение: Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю. Силовые поля, обладающие этим свойством, называют потенциальными или консервативными. Работа ΔA кулоновских сил на этом перемещении равна Таким образом, работа на малом перемещении зависит только от расстояния r между зарядами и его изменения Δr. 11. Потенциальная энергия заряда в электрическом поле. Потенциальная энергия поля - это работа, которую выполняет электростатическая сила при перемещении заряда из данной точки поля в точку с нулевым потенциалом Свойство потенциальности электростатического поля позволяет ввести понятие потенциальной энергии заряда в электрическом поле. Для этого в пространстве выбирается некоторая точка (0), и потенциальная энергия заряда q, помещенного в эту точку, принимается равной нулю. Потенциальная энергия заряда q, помещенного в любую точку пространства, относительно фиксированной точки равна работе , которую совершит электростатическое поле при перемещении заряда из точки 1 в точку 0
Работа, совершаемая электростатическое полем при перемещении точечного заряда q из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0). 12. Потенциал электрического поля. Эквипотенциальные поверхности. Потенциалом электрического поля - называют физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда  Для наглядного представления электростатическое поля наряду с силовыми линиями используют эквипотенциальные поверхности. Эквипотенциальная поверхность (линия) - это поверхность во всех точках который потенциал электрического поля имеет одинаковые значения. Работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальной поверхности равна нулю. 13. Проводники. Электростатическая индукция. Проводник это вещество или материальное тело, в котором имеются заряды, способные переносить электрический ток, называется проводником. В металлах переносчиками тока служат свободные электроны, и ионы. типичными проводниками являются металлы. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Этот процесс называют электростатической индукцией,Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов ( в металлах это электроны), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника. Электростатическая индукция — это процесс появления электрического заряда на поверхности проводника при внесении его в область действия внешнего электрического поля . 14. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация. К диэлектрикам относятся вещества, плохо проводящие электрический ток (плохо по сравнению с проводниками). Термин введен Фарадеем для обозначения сред, через которые проникает электрическое поле (напомним, что через проводники электростатическое поле не проникает. Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно. ... Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией. Существует несколько механизмов поляризации диэлектриков. Основными из них являются ориентационная и электронная поляризации. Эти механизмы проявляются главным образом при поляризации газообразных и жидких диэлектриков. Ориентационная или дипольная поляризация возникает в случае полярных диэлектриков, состоящих из молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Такие молекулы представляют собой микроскопические электрические диполи – нейтральную совокупность двух зарядов, равных по модулю и противоположных по знаку, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Электронный или упругий механизм проявляется при поляризации неполярных диэлектриков, молекулы которых не обладают в отсутствие внешнего поля дипольным моментом. Под действием электрического поля молекулы неполярных диэлектриков деформируются – положительные заряды смещаются в направлении вектора а отрицательные – в противоположном направлении. В результате каждая молекула превращается в электрический диполь, ось которого направлена вдоль внешнего поля Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.  15. Электроемкость. Электроемкость - это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд.  В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф): Проводниками называются вещества, в которых имеются свободные электрические заряды, способные перемещаться под действием сколь угодно слабого электрического поля .т .е Проводники это вещества хорошо проводящие электрический ток К диэлектрикам относятся вещества, плохо проводящие электрический ток (плохо по сравнению с проводниками). Термин введен Фарадеем для обозначения сред, через которые проникает электрическое поле (напомним, что через проводники электростатическое поле не проникает. 16.17.18. Конденсаторы. Параллельное соединение. Конденсатор — это система двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Конденсаторы применяются для разделения постоянного и переменного тока. В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):  При параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Напряжения на конденсаторах одинаковы U1 = U2 = U, При последовательном соединении одинаковыми оказываются заряды обоих конденсаторов: q1 = q2 = q, На обкладках отдельных конденсаторов электрические заряды по величине равны Электроемкостью конденсатора называют величину равную отношению величины заряда одной из пластин к напряжению между ними C=q/U Электроемкость плоского конденсатора находят по формуле C=ɛɛ0  ԑ0- электрическая постоянная ԑ-диэлектричсекая постоянная S- площадь обкладки конденсат d-расстояние между обкладками Конденсаторы – это двухполюсное устройство которые применяется в различных электрических цепях .Он имеет постоянную или переменную емкость 19. Энергия электрического поля Опыт показывает, что заряженный конденсатор содержит запас энергии. Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор. Процесс зарядки конденсатора можно представить как последовательный перенос достаточно малых порций заряда Δq > 0 с одной обкладки на другую При этом одна обкладка постепенно заряжается положительным зарядом, а другая – отрицательным. Поскольку каждая порция переносится в условиях, когда на обкладках уже имеется некоторый заряд q, а между ними существует некоторая разность потенциалов при переносе каждой порции Δq внешние силы должны совершить работу   |