2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.
Напряженность электрического поля у поверхности проводника в вакууме:
0
En
ε
σ
=== ,
где σ – поверхностная плотность зарядов на проводнике, напряженность поля направлена
по нормали к поверхности проводника.
Энергия заряженного проводника:
W === qϕ ,
где q – заряд проводника, φ – потенциал проводника.
В однородном изотропном диэлектрике, заполняющем все пространство:
ε
E0
E
r
r
=== ,
где E0
r
– поле, созданное той же системой зарядов в вакууме, ε – диэлектрическая
проницаемость диэлектрика.
Вектор D
r
электрического смещения:
D 0E P
r r r
=== ε +++ ,
где P
r
- вектор поляризации. Для изотропных диэлектриков:
P 0E
r r
=== χε , D 0E
r r
=== εε , χ === ε +++ 1 ,
где χ – диэлектрическая восприимчивость.
Поток вектора поляризации P
r
:
∫∫∫
SdP === −−−q′′′
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q′′′- алгебраическая
сумма связанных зарядов внутри этой поверхности.
Теорема Гаусса для диэлектриков:
∫∫∫
SdD === q
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q - алгебраическая
сумма сторонних зарядов внутри этой поверхности.
Условия на границе двух диэлектриков для нормальных и тангенциальных
компонент векторов E,D,P
r r r
:
−−− === −−−σ ′′′ P n2 P n1
, D n2 −−− D n1 === σ , E2τ === E1τ
,
где σ ′′′ и σ - поверхностные плотности связанных и сторонних зарядов, вектор нормали
направлен из среды 1 в среду 2.
Емкость уединенного проводника:
ϕ
q
С = ,
где ϕ - потенциал проводника, q – заряд проводника...)
Исходя из теории:
В гирлянде лампочки расчитаны на малое напряжение.
Если соединим лампочки параллельно, то учитывая, что напряжение при последовательном соединении одинаковое, то ламочки сгорят.(И общая сила тока, равна сумме сил тока на каждой из лампочек). (Т.к. гирлянда включается в розетку с напряжением в 220 Вольт).
Если соединим лампочки последовательно, то учитывая, что общее напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений на всех лампочках, а так же, что сила тока во всех лампочках будет одинакова. Гирлянда будет работать. (Получаем, что напряжение на каждой из лампочек будет равно: U1=220/n (Где n - число лампочек в гирлянде).
Если 100 лампочек, получаем:
U1=220/100=2,2 В. (Выведено чисто для интереса).
Но! Если сгорит одна лампочка (А это часто происходит) то не будет работать вся гирлянда, в этом недостаток такого соединения.