VI. Электрические явления.

Законы электростатики: а)сохранения заряда: Q₁+Q₂+…+Q_n=const. б) Кулона: Свойства электрического поля. Силовая характеристика – напряжённость:

Точечный заряд или шар: r = R + а. Бесконечная пластина: -поверхностная плотность заряда.

Если то поле однородное. Принцип суперпозиции:

Внутри проводника . В диэлектрике .

Работа электрического поля. А = Еq∆d (∆d- проекция )- не зависит от формы траектории → A = ∆W_k; A = – ∆W_n.

Потенциальная энергия заряда: W_n = Eqd; d-расстояние от отрицательной пластины.

Потенциал: – точечный заряд или шар. Внутри проводящей сферы Е=0,

→ φ₁ - φ₂ = 0, φ₁= φ₂ = φ _пов для любых точек. Принцип суперпозиции: φ = φ₁ + φ₂ + ∙∙∙ + φ_n .

Разность потенциалов – напряжение. U = φ₁ – φ₂ . A = q_n(φ₁ – φ₂) = q_nU. → U = . [U] = [B] = [Дж / Кл]

Д ля однородного поля ; ∆d – перемещение по силовой линии поля.

Поверхность проводника – эквипотенциальная поверхность, φ₁= φ₂ , φ₁ – φ₂ = 0, А = 0 – вдоль эквипотенциальной поверхности работа не совершается.

Э

С₁

С₂

С₁ С₂

лектроёмкость. Уединённый заряд: . Уединённая сфера: С = 4πε₀R. Конденсатор: .

П лоский конденсатор: . Энергия поля конденсатора .

Объемная плотность энергии:

Cоединение конденсаторов. 1. Параллельное: U₁ = U₂; C_б = C₁ + C_2; Q = Q₁ + Q_2.

2. Последовательное: Q₁ = Q₂; U = U₁ + U₂; _.

Для двух: для n одинаковых:

V11. Постоянный электрический ток.

Сила тока. . Плотность тока: J = ; I = q₀nVS; n-концентрация электронов проводимости.

З

- вольтамперная характеристика резистора.

R₁

R₂

R₂ > R₁

акон Ома для участка цепи: .

сверхпроводник

проводник

ρ,

T_кр

R – сопротивление; , ρ_уд – удельное сопротивление вещества;

l – длина; S – площадь поперечного сечения.

ρ = ρ₀(1 + α∆Т), α – температурный коэффициент сопротивления вещества.

У металлов α > 0, у электролитов α < 0. . R = R₀(1 + α∆t).

Соединение резисторов	Сила тока , I	Напряжение, U	Сопротивление, R	Для 2-х резисторов
П оследовательное	I1 = I2 = I3	U = U1 + U2+…	R = R1 + R2 +…+Rn
Параллельное	I = I1 + I2 + ∙∙∙+ In Для n одинаковых I = I1 n	U1 = U2 = U	; Проводимость цепи: G=G1+G2+…+Gn ;

Шунт (к амперметру): Дополнительное сопротивление (к вольтметру): R_{доп. =} R_V (n-1).

Работа. Мощность. . Q = A. Q = I²Rt - закон Джоуля - Ленца;

Цепь с ЭДС: ع = ; Закон Ома для цепи с Э.Д.С. или ﻉ = IR + Ir = U + Ir;

IR – падение напряжения на внешнем участке цепи, Ir – внутри источника.

Полная мощность P = I² (R + r) = ﻉI.

Соединение источников Э.Д.С. а) последовательное: ﻉ = ± ₁ﻉ± ﻉ₂ ∙∙∙ ±ﻉ_п : r_б = r₁ + r₂ + ∙∙∙ + r_n.

б) параллельное: для n одинаковых Э.Д.С. ﻉ_{б =} ﻉ₁ , , если соединены одноимёнными полюсами.

Законы Кирхгофа. 1.В любом узле алгебраическая cумма токов равна 0, ∑ I = 0.

2. В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма Э.Д.С. равна алгебраической сумме падений напряжения на всех участках цепи. ∑ﻉ_{п =} ±∑(IR)_k ±∑(Ir)_n .

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ.

а). В металлах; основные положения электронной теории.. I = enVS; ~ U, где n – концентрация электронов

проводимости.

б). В электролитах – электролиз. Закон Фарадея: n – валентность химического элемента;

k – электрохимичкский эквивалент вещества, ; F – число Фарадея, F = eN_A = 96500 Кл / моль.

в ). В газах – ионизация; а) работает ионизатор – несамостоятельный разряд; б) ионизация электронным ударом – самостоятельный разряд. Вольт–амперная характеристика газового разряда

г). В вакууме источником электронов является термоэлектронная эмиссия.

д). В полупроводниках источником электронов и дырок является разрыв ковалентных связей, их количество зависит от температуры и освещенности.

Коэффициент усиления транзистора: