60. Энергия электростатического поля.

Как всякий заряжённый проводник, конденсатор обладает энергией, которая в соответ-вии с формулой

равна (1),

где q-заряд конденсатора, С-его ёмкость, - есть разность потенциалов м/ду обкладками конденсатора. Используя выражение (1) можно найти механическую силу, с которой пластины притягивают друг друга. Для этого предположим, что расстояние х между пластинами меняется на величину dx. Известно .Тогда действующая сила совершает работу: → → .

Откуда (2).

Подставим в (2) выражение (1) и, используя ф-лы:

, ,получим: → → , где «-» указывает, что сила F стремится уменьшить расстояние м/ду пластинами конденсатора, т.е. явл-ся силой притяжения.

61. Энергия электростатического поля.

Преобразуем формулу , выражающую энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, воспользовавшись выражением для ёмкости плоского конденсатора и разности потенциалов между его обкладками . Тогда (1), где - объём конденсатора. Формула (1) показывает, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, - напряжённость Е.

Объёмная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объёма) , где .

62. Характеристики электрического тока, сила и плотность тока.

В электродинамике – разделе учения об электричестве, в котором рассматриваются явления и процессы, обусловленные движением электрических зарядов или макроскопических заряженных тел, - важнейшим понятием является понятие электрического тока. Электрическим током называется любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов.

В металлах и полупроводниках электрический ток составляют движущиеся электроны, в растворах – направленное движение положительных и отрицательных ионов, в газах – направленное движение электронов и ионов. За направление электрического тока выбрано направление движения положительно заряженных частиц.

Сила тока I – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени, т.е. .

Если за равные конечные промежутки времени через проводник проходят равные заряды и направление тока при этом не изменяется со временем, то такой ток называется постоянным. Для постоянного тока , где - электрический заряд, проходящий за время через поперечное сечение проводника. Единица силы тока – ампер (А).

Плотность тока – физическая величина, равная величине заряда, прошедшего в единицу времени через единицу площади, перпендикулярную линиям тока, т.е. .

Выразим силу и плотность тока через скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике.

, , , , . Т.к. концентрация носителей тока равна n и каждый носитель имеет элементарный заряд е, то за время через поперечное сечение S проводника переносится заряд . Тогда получим . Значит, плотность тока . Для постоянного тока .

Единица плотности тока – ампер на метр в квадрате .