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...)
Что же такое электрический ток и что необходимо для его возникновения и существования в течение нужного нам времени?Слово «ток» означает движение или течение чего-то.Что может перемещаться в проводах, соединяющих электростанцию с потребителями электрической энергии?Мы уже знаем, что в телах имеются электроны, движением которых объясняются различные электрические явления. Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом. Электрическими зарядами могут обладать и более крупные частицы вещества — ионы. Следовательно, в проводниках могут перемещаться различные заряженные частицы.Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нём электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникнет электрический ток.Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо всё это время поддерживать в нём электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создаётся и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделённые частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места, к которым с клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой — отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определённом направлении, возникнетэлектрический ток.В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую. Так, например, вэлектрофорной машине (рис. 44) в электрическую энергию превращается механическая энергия. Можно осуществить и превращение внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет электрический ток (рис. 45). Такой источник тока называется термоэлементом. В нём внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую энергию. При освещении некоторых веществ, например селена, оксида меди (I), кремния, наблюдается потеря отрицательного электрического заряда (рис. 46). Это явление называется фотоэффектом. На нём основано устройство и действие фотоэлементов. Термоэлементы и фотоэлементы изучают в курсе физики старших классов.Рассмотрим более подробно устройство и работу двух источников тока — гальванического элемента и аккумулятора, которые будем использовать в опытах по электричеству.В гальваническом элементенных на спутнике.На электростанциях электрический ток получают с генераторов (от лат. генератор — создатель, производитель). Этот электрический ток используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве.
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...)