
- •Електричний заряд. Електричне поле. Закон Кулона. Напруженість та індукція електричного поля.
- •Потік вектора напруженості та індукції електричного поля. Теорема Остроградського-Гауса
- •А) Електричне поле всередині рівномірно зарядженої кулі.
- •Електричне поле ззовні рівномірно зарядженої кулі.
- •Б) Електричне поле нескінченої рівномірно зарядженої прямої.
- •В) Електричне поле нескінченної рівномірно зарядженої площини.
- •Робота сил електричного поля. Теорема про циркуляцію вектора напруженості електричного поля. Потенціал. Зв'язок між напруженістю і потенціалом
- •А) Потенціал поля рівномірно зарядженої кулі
- •Б) Потенціал поля нескінченної рівномірно зарядженої прямої
- •В) Потенціал поля нескінченої рівномірно зарядженої площини
- •Провідники в електричному полі. Електроємність відокремленого провідника
- •§ 3.7. Конденсатори. Електроємність конденсатора. З’єднання конденсаторів
- •§ 3.9. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
- •§ 3.10. Електричний струм. Закон Ома для ділянки кола. Закон Ома в диференціальній формі
- •§ 3.13. Робота і потужність струму. Закон Джоуля-Ленца
- •§4.1. Магнітне поле і його характеристики. Дія магнітного поля на контур зі струмом. Принцип суперпозиції. Класифікація магнетиків
- •§4.2. Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітне поле прямолінійного та колового струмів
- •§4.3. Циркуляція вектора напруженості магнітного поля. Вихровий характер магнітного поля. Поле довгого соленоїда
- •§4.4. Дія магнітного поля на струм; сила Ампера. Магнітна взаємодія струмів
- •§4.5. Сила Лоренца. Рух електричних зарядів у магнітному полі
- •§4.6. Магнітний потік. Теорема Гауса для магнітного поля
- •§4.8. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца
- •§4.10. Магнітне поле в речовині
- •1.2. Фізичні основи принципу запису на магнітний носій та читання з нього
- •1.3.1.Пам’ять на магнітній дротині
- •1.3.2. Пам’ять на магнітній стрічці
- •1.3.3. Пам’ять на магнітних осердях
- •1.3.4 Пам’ять на магнітних дисках
- •1.3.5 Підвищення щільності запису магнітних дисків за допомогою технології afc
- •31. Накопичувач на гнучких магнітних дисках
- •32. Пам’ять на циліндричних магнітних доменах (цмд)
- •33. Види головок запису/читання
- •34. Головки mig (головки з металом в зазорі)
- •35. Магніторезистивні (мr) головки
- •37. Явище зміни магнітоопору
- •36. Гігантські магніторезистивні головки
- •38. Система паралельного (горизонтального) зберігання даних
Електричний заряд. Електричне поле. Закон Кулона. Напруженість та індукція електричного поля.
Всі
тіла в природі складаються з елементарних
частинок, які можна розділити на три
групи : частинки з позитивним електричним
зарядом, частинки з негативним електричним
зарядом і незаряджені або електронейтральні
частинки. До позитивно заряджених
елементарних частинок відносяться
протони, до негативно заряджених –
електрони. Їхні електричні заряди рівні
за модулем і протилежні за знаком. Модуль
електричного заряду протона чи електрона
– це найменший заряд в природі, або
елементарний
заряд,
який рівний
.
Вперше величину електричного заряду в
1909 р. експериментально визначив
американський фізик Р.Мілікен.
Однойменні електричні заряди між собою відштовхуються, різнойменні – притягуються. Розділ фізики, який вивчає взаємодію електричних зарядів, нерухомих в даній системі відліку, називається електростатикою. Численними експериментами було встановлено закон збереження електричного заряду: алгебраїчна сума електричних зарядів в ізольованій системі тіл є величиною постійною.
Т
Рис.3.1
очковим електричним зарядом називається заряджене тіло, розмірами якого можна знехтувати в даних умовах. Розглянемо два точкові електричні заряди

В 1785 році французький вчений Ш.Кулон експериментально встановив закон взаємодії нерухомих точкових електричних зарядів.
Закон Кулона: сила взаємодії двох точкових нерухомих електричних зарядів прямо пропорційна добуткові цих зарядів, обернено пропорційна квадратові відстані між ними і напрямлена вздовж прямої, яка сполучає ці заряди:
,
(3.1)
де
– радіус-вектор, проведений від заряду
до заряду
,
– електрична стала,
– діелектрична проникність середовища.
Для вакууму
.
В скалярній формі закон Кулона можна
представити у вигляді :
.
(3.2)
Однією з основних одиниць в системі СІ, яка характеризує електричні явища, є одиниця сили струму 1А. Одиниця вимірювання електричного заряду 1Кл в системі одиниці СІ є похідною одиницею. Одиниця вимірювання електричного заряду 1Кл рівна електричному зарядові, який проходить через поперечний переріз провідника за 1с при силі постійного струму в провіднику 1А.
Електричні
заряди взаємодіють між собою через
особливу матеріальну субстанцію яка
називається електричним
полем.
Для характеристики фізичних властивостей
електричного поля введемо фізичну
величину – напруженість електричного
поля. Вмістимо в дану точку електричного
поля позитивний точковий електричний
заряд
.
З боку електричного поля на нього буде
діяти деяка сила
.
Напруженістю
електричного поля називається векторна
фізична величина рівна силі з якою
електричне поле діє на одиничний
позитивний точковий заряд, вміщений в
дану точку поля:
.
(3.3)
Напруженість
електричного поля створеного точковим
електричним зарядом
рівна:
.
(3.4)
Модуль вектора напруженості електричного поля точкового заряду рівний:
.
(3.5)
Напруженість електричного поля є силовою характеристикою поля. Одиницею вимірювання напруженості електричного поля в системі одиниць СІ є 1Н/Кл.
Якщо
електричне поле створене системою
нерухомих електричних зарядів, то
напруженість результуючого електричного
поля в кожній точці простору можна
визначити згідно із принципом
суперпозиції електричних полів:
напруженість
електричного поля створеного системою
нерухомих електричних зарядів рівна
векторній сумі напруженостей полів,
створених кожним із зарядів зокрема:
.
(3.6)
Для геометричного зображення електричного поля користуються силовими лініями (лініями напруженості) електричного поля. Силовою лінією електричного поля називається така лінія, в кожній точці якої вектор напруженості є дотичним до самої лінії. На рис.3.2.а і 3.2.б зображено силові лінії точкових зарядів, а на рис.3.2.в і 3.2.г – системи різнойменних і однойменних точкових зарядів:
Г
Рис.3.2
устина силових ліній характеризує величину напруженості електричного поля. Величина напруженості поля пропорційна числу силових ліній, які перетинають одиничну площадку, перпендикулярну до ліній напруженості.Напруженість електричного поля, як це випливає із формул (3.4) і (3.5), залежить від діелектричних властивостей середовища, тобто від діелектричної проникності середовища . Тому введемо нову фізичну величину – індукцію електричного поля, яка не залежить від діелектричних властивостей середовища. Електричною індукцією (електричним зміщенням) називається векторна фізична величина, яка пропорційна до напруженості, не залежить від діелектричних властивостей середовища і визначається рівністю:
.
(3.7)
Індукція електричного поля створеного точковим зарядом рівна:
. (3.8)
Модуль вектора індукції електричного поля точкового заряду рівний:
. (3.9)