38.Энергия заряженных проводника и конденсатора энергия электрического поля. Объемная плотность энергии.

Энергия заряженного уединенного проводника. Пусть имеется уединенный проводик, заряд, емкость и потенциал которого соответственно равны q, С, . Увеличим заряд этого проводника на dq. Для этого необходимо перенести заряд dq из бесконечности на уединенный проводник, затратив на это работу, равную

Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до , необходимо совершить работ

. Энергия заряженного проводника равна той работе, которую необходимо со шить, чтобы зарядить этот проводник: (3)

Энергия заряженного конденсатора. Как всякий заряженный проводник, конденсатор обладает энергией, которая в соответствии с формулой (3) равна (4)

где q — заряд конденсатора, С — его емкость, — разность потенциалов между обкладками конденсатора.

Энергия электростатического поля. Преобразуем формулу (4), выражающую энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, воспользовавшись выражением для емкости плоского конденсатора ( ) и разности потенциалов между его обкладками . Тогда

где V=Sd—объем конденсатора. Формула показывает, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, напряженность поля Е.

Объемная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объема)

ОБЪЕМНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ.

Это физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии поля, заключенной в элементе объема, к этому объему. Для однородного поля объемная плотность энергии равна   . Для плоского конденсатора, объем которого Sd, где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами, имеем

39.Электрический ток проводимости в металлах, его характеристики и условия существования. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

Электрическая проводимость ( электропроводность) - - это физическая величина , обратная сопротивлению, характеризует свойство вещества проводить электрический ток. R - сопротивление 1/ R - электрическая проводимость

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ

Носители свободных зарядов в металлах - свободные электроны, которые упорядоченно перемещаются вдоль проводника под действием эл.поля с постоянной средней скоростью (из-за тормозного действия положительно заряженных ионов кристаллической решетки). Металлы обладают электронной проводимостью.

Сторонние силы, т. е. силы неэлектростатического происхождения. Они действуют лишь внутри источника тока. Разделяя заряды, эти силы создают разность потенциалов между концами остальной части цепи. В этой части движение зарядов обусловлено электрическим полем, возникающим в проводнике вследствие разности потенциалов между его концами.

Сторонние силы характеризуют работой, которую они совершают над перемещаемыми по электрической цепи носителями заряда. Величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС)  , действующей в электрической цепи или на ее участке.

ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил ( ). В замкнутом контуре ( ) тогда ЭДС будет равна:

, где   — элемент длины контура.

ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.