150006 (732542), страница 3
Текст из файла (страница 3)
q 41 0q 42
F = k ────,
r 52
где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0 = 9 5. 010 59 0Н 5. 0м 52 0/Кл 52 0, 7 e 0 - диэлектрическая проницаемость
среды в которой находятся заряды, 7e 0 40 0 - электрическая постоянная.
1Электрическая постоянная 7 e 4 0 0 = 8.85 5. 010 5-12 0 Ф/м.
1Электростатическое поле 0 - поле, которое создается неподвижными
электрическими зарядами.
1Напряжённость электрического поля 0 - физическая величина равная
отношению силы, действующей на положительный заряд, помещённый в дан-
ную точку поля, к величине этого заряда.
E=F/q.
Единица напряженности электрического поля - вольт на метр 1В/м = 1Н/Кл
Вектор напряжённости электрического поля совпадает по направлению с
вектором силы, действующей на пробный положительный заряд, помещённый
в данную точку поля.
1Напряжённость электрического поля точечного заряда
q
E = k - ,
r 52
где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0 , r- расстояние от заряда до точки поля.
1Линии напряжённости электрического поля 0 - линии, касательные к
которым в любой точке совпадают по направлению с вектором напряжённос-
ти.
Линии напряжённости используются для графического изображения полей.
.
- 11 -
1Принцип суперпозиции полей 0: напряженность результирующего поля,
создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженнос-
тей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.
2Е = Е 41 0+ 2 Е 42 0+ 2 Е 43 0+ 5...
1Однородное электрическое поле - 0 электрическое поле, во всех точ-
ках которого вектор напряжённости одинаков по величине и направлению.
1Поверхностная плотность заряда 0-заряд, приходящийся на единицу
поверхности.
7s 0 9= 0 9q/S
1Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной бесконеч-
1ной плоскостью.
Е = 7 s 0/2 7e 4 0
1Напряженность поля в плоском конденсаторе
Е = 7 s 0/ 7ee 4 0
1Диэлектрическая проницаемость диэлектрика 7 0- безразмерная величи-
на, показывающая во сколько раз электрическое поле ослабляется диэ-
лектриком.
7e 0 = E 40 0/E,
где Е 40 0 - напряженность поля в вакууме, Е - напряженность поля в диэ-
лектрике.
1Потенциальная энергия 0 взаимодействия двух точечных зарядов.
q 41 0q 42
W = k ─── ,
r
где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0 , r-расстояние между зарядами.
1Потенциал 0 электростатического поля - величина, равная отношению
потенциальной энергии заряда в данной точке поля, к величине этого за-
ряда.
7f 0 = W/q.
Единица потенциала - вольт (В).
Потенциал - энергетическая характеристика поля.
1Потенциал электростатического поля точнчного заряда 0 на расстоянии
r от заряда
q
7f 0 = k - ,
r
где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40
Если поле создано несколькими зарядами, то потенциал результирующего
поля в данной точке равен алгебраической сумме потенциалов полей, соз-
данных отдельными зарядами.
7f 0 = 7f 0 41 0+ 7f 0 42 0+ 7f 0 43 0+ 5.....
1Работа сил электрического поля 0 рвна убыли потенциальной энергии
A 412 0 = W 41 0- 4 0W 42
1Работа сил электрического поля 0 по перемещению заряда из одной
точки поля в другу
A = q( 7f 41 - 7f 4 2 0),
где 7 f 0 41 0 - потенциал поля в начальной точке перемещения, 7 f 0 42 0 - потенци-
ал поля конечной точки перемещения.
1Разность потенциалов 0 между двумя точками поля равна отношению ра-
боты по перемещению заряда из одной точки поля в другую, к величине
этого заряда.
7f 0 41 0 - 7f 0 42 0 = A/q.
.
- 12 -
1Напряжение 0в электростатическом поле равно разности потенциалов.
U = 7f 41 7 0- 7f 4 2
Разность потенциалов и напряжение измеряются в вольтах (В).
1Напряжение 0 между двумя точками однородного поля и 1напряжённость
связаны между собой соотношением:
E = U/d,
где d-кратчайшее расстояние между эквипотенциальными поверхностями, на
которых находятся точки поля.
1Эквипотенциальные поверхности 0 - поверхности, во всех точках кото-
рых потенциал имеет одно и то же значение.
1Диэлектрики 0 - вещества, практически не проводящие электрический
ток.
1Полярные диэлектрики 0 состоят из молекул, у которых центры распре-
деления положительных и отрицательных зарядов не совпадают.
1Неполярные диэлектрики 0 состоят из молекул и атомов, у которых
центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.
1Электрический диполь 0 - система двух равных по модулю разноименных
точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше рассто-
яния до рассматриваемых точек поля.
1Поляризация 0 диэлектрика - смещение положительных и отрицательных
зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действием электри-
ческого поля.
1Электростатическая индукция 0 - явление перераспределения поверх-
ностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле.
1Уединенный проводник - 0 проводник, который удален от других про-
водников, тел и зарядов.
1Электроемкость 0 уединенного проводника - величина, равная отношеню
заряда проводника к его потенциалу.
C = q/ 7f 0.
Единица электроёмкости - фарад (Ф).
Фарад - электроёмкость такого проводника, потенциал которого изменяет-
ся на 1 вольт при изменении заряда на 1 Кл.
1Конденсатор - 0 система из двух проводников (обкладок) с одинаковы-
ми по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и располо-
жение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обк-
ладками.
1Электроёмкость конденсатора 0 - величина равная отношению заряда
конденсатора к напряжению между его обкладками:
С=q/U
1Электроёмкость плоского конденсатора
7ee 0 40 0S
C = ───,
d
где 7 e 0 - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, 7e 0 40 0 - электрическая
постоянная , S - площадь одной из пластин, d - расстояние между плас-
тинами.
1Емкость батареи конденсаторов:
при последовательном соединении
1/С = 1/С 41 0 + 1/С 42 0 + 1/С 43 0 + 5 ...
при параллельном соединении
С = С 41 0 + С 42 0 + С 43 0 + 5 ...
1Энергия заряженного конденсатора:
W = CU 52 0/2 = q 52 0/2C = qU/2
.
- 13 -
1Объемная плотность энергии электростатического поля - 0 энергия по-
ля в единице объема
7ee 4 0 0E 52
W = ────
2
2ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
1Электрический ток 0 - упорядоченное (направленное) движение элект-
рических зарядов
За направление тока принято направление движения положительно заряжен-
ных частиц.
1Постоянный ток 0 - ток, сила тока и направление которого не изменя-
ются со временем.
1Сила тока 0- скалярная величина , равная отношению заряда, протек-
шего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток вре-
мени, к величине этого промежутка.
I = q/t.
Единица силы тока - ампер (А).
1Ампер 0 - это сила такого неизменяющегося тока, при припускании ко-
торого по 2 проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения,
находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, вызывает си-
лу взаимодействия между ними 2 5. 010 5-7 0 Н на каждый метр длины.
Для существования электрического тока необходимо выполнение двух
условий:1) Наличие электрического поля ,2) Наличие свободных носителей
зарядов.
1Плотность тока 0 - векторная величина, модуль которой равен отноше-
нию силы тока к площади поперечного сечения проводника. Направление
вектора плотности тока совпадает с направлением упорядоченного движе-
ния положительных зарядов.
j = I/S
Плотность тока связана со скоростью движения носителей заряда со-
отношением:
j = qnv,
где q-заряд носителя зарядов, n-число носителей заряда в единице объ-
ёма, v - средняя скорость носителей заряда.
1Закон Ома для однородного участка цепи 0: Сила тока в однородном
участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно
пропорциональна сопротивлению.
I = U/R.
1Сопротивление одногодного линейного проводника
l
R 1 0= 7r 1 - 0,
S
где 7r 0 - удельное сопротивление, l - длина проводника, S - площадь по-
перечного сечения.
1Сопротивление проводников при последовательном соединении
R = R 41 0 + R 42 0 + R 43 5... 0.
1Сопротивление проводников при параллельном соединении
1/R 1 0= 1 01/R 41 1 0+ 1 01/R 42 1 0+ 1 01/R 43 0+ 5... 0.
Зависимость сопротивления проводников от температуры
R = R 40 0(1 + 7a 0 t),
где R - сопротивление при температуре t, R 40 0 - сопротивление при 0 50 0 С, 7a
- температурный коэффициент сопротивления.
.
- 14 -
1Сторонние силы 0 - силы неэлектростатического происхождения, дейс-
твующие на заряды со стороны источников тока.
1Электродвижущая сила 0 - физическая величина, равная отношению ра-
боты сторонних сил по перемещению заряда по замкнутой цепи, к величине
этого заряда.
7E 0 = A 4ст 0/q
1Закон Ома для замкнутой цепи 0: Сила тока в замкнутой цепи прямо
пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопро-
тивлению цепи.
7E
I = ─────,
R + r
где r- внутреннее сопротивление источника тока
R-общее сопротивление внешнего участка цепи.
1Работа постоянного тока 0
A = I 5. 0Ut = U 52 0t/R = I 52. 0Rt.
1Мощность тока
N = IU = U 52 0/R = I 52 0R.
1Закон Джоуля-Ленца 0: Количество теплоты, которое выделяется в про-
воднике при пропускании электрического тока равно произведению квадра-
та силы тока, протекающего по проводнику, на сопротивление проводника
и на время протекания электрического тока.
Q = I 52 0Rt.
Короткое замыкание цепи - это такой режим работы источника тока,
при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю.
Сила тока при коротком замыкании равна I 4кз 0 = 7E 0 /r.
1Сверхпроводимость 0 - такое состояние вещества проводника, при ко-
тором его сопротивление становится равным нулю.
1Электролиты 0 - вещества, растворы и расплавы которых проводят
электрический ток. Носителями зарядов в электролитах являются положи-
тельные и отрицательные ионы.
1Электролитическая диссоциация 0 - распад молекул электролита на ио-
ны под влиянием электрических полей молекул растворителя.
1Рекомбинация 0 - процесс образования нейтральных молекул из ионов.
1Электролиз 0 - явление выделения вещества на электродах при пропус-
кании тока через электролит.
1Закон Фарадея для электролиза 0: Масса вещества, выделившегося на
электроде при электролизе, прямо пропорциональна заряду, протекшему
через электролит.
m = kq = kIt,
где k - электрохимический эквивалент вещества, выделяющегося на элет-
роде.
k = M/(eN 4A ╧n), где М- молярная масса, е 0 ╧- элементарный заряд, 0 N 4A 0- число
Авогадро, n - валентность. F = eN 4A 0 - число Фарадея.
1Газовый разряд 4 0- прохождение электрического тока через газ.
1Несамостоятельный газовый разряд 0 - разряд, существующий только
под действием внешнего ионизатора.
1Самостоятельный газовый разряд 0 - разряд в газе, сохраняющийся
после прекращения действия внешнего ионизатора.
1Плазма 0 - сильно ионизированный газ, в котором концентрация поло-
жительных и отрицательных зарядов практически одинакова.
1Вакуум 0 - состояние газа при давлениях значительно ниже атмосфер-
ного.
.
- 15 -
1Термоэлектронная эмиссия 0 - явление вылетания электронов с поверх-
ности металлов и их окислов при нагревании.
1Полупроводники 0 - группа веществ, представители которой по своей
проводимости занимают промежуточное положение между металлами и диэ-
лектриками.
Главное отличие полупроводников от металлов состоит в зависимости
электрического сопротивления от температуры. Сопротивление металлов
при нагревании медленно растёт, а сопротивление полупроводников быстро
уменьшается.
2МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
1Магнитное поле 0 - силовое поле в пространстве, окружающем токи и
постоянные магниты. Магнитное поле порождается движущимися зарядами и
обнаруживается по действию на движущиеся заряды с некоторой силой.
1Индукция магнитного поля 0 - векторная величина, равная отношению
максимального вращательного момента сил, действующего на контур с то-
ком, помещённый в магнитное поле, к магнитному моменту контура.
B = M 4макс 0/p 4m
1Магнитный момент контура
p 4m 0 = IS,
где I - сила тока в контуре, S - площадь ограниченная контуром.
За направление вектора магнитной индукции принимается направление от
южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно устанавливающей-
ся в магнитном поле.
Единица индукции магнитного поля - тесла (Тл).
1Закон Ампера 0: Сила , действующая на проводник с током, помещённый
в магнитное поле, равна произведению модуля вектора индукции магнитно-
го поля на силу тока в проводнике , на длину проводника и на синус уг-
ла между направлением тока и вектором индукции магнитного поля.
F = BlIsin 7a