1. Металлы в электрических полях…

Если поместить проводник во внешнее ЭСП или его зарядить, в результате заряды начнут перемещаться до тех пор, пока не установиться равновесное распределение заряда, при котором ЭСП внутри проводника обращается в нуль.

24. Емкость уединенного проводника и конденсатора. Расчет емкости конденсаторов (сферического, цилиндрического, плоского).

Уединенный проводник – это проводник, удаленный от других тел и зарядов. Следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют разные потенциалы. Физическая величина С, равная отношению заряда проводника q к его потенциалу ⱷ, называется электрической емкостью этого проводника.

Электроемкость проводника характеризует его способность накапливать заряды и зависит только от геометрических размеров проводника и диэлектрических свойств окружающей среды. Единица – фарад (Ф). Если к проводнику приблизить другие тела, то на их поверхности возникнут индуцированные или связанные заряды. Эти заряды ослабляют поле, тем самым, понижая потенциал проводника и повышая его электроемкость.

Конденсатор – это система и 2 обкладок с равными по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено между обкладками.

Емкость – это физическая величина, равная отношению заряда, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его обкладками.

1. Плоский конденсатор:

Две параллельные металлические пластины площадью S каждая, расположенные на расстоянии d друг от друга ( )

= =

2. Цилиндрический конденсатор:

Два цилиндра длиной l с радиусами r₁, r₂ (

= =

3. Сферический конденсатор:

Две сферы с радиусами r₁, r₂

= =

2. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

26. Электрический ток. Плотности тока…

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. За направление тока принимают движение положительных зарядов. Для возникновения и существования необходимо:

наличие свободных носителей тока – заряженных частиц, способных перемещаться упорядочено,

наличие электрического поля, энергия которого должна, каким-то образом восполнятся.

Количественная мера – сила тока I – СФВ, равная отношению заряда dq, переносимого сквозь рассматриваемую поверхность за малый промежуток времени, к величине dt этого промежутка.

Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление не изменяются с течением времени.

Единица силы тока – ампер (А).

Для характеристики направления электрического тока в разных точках рассматриваемой поверхности и распределения силы тока по этой поверхности служит вектор плоскости тока . Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора плотности тока.

Плотность электрического тока называется вектор , совпадающий с направлением электрического тока в рассматриваемой точке и численно равный отношению силы тока сквозь малый элемент поверхности, к площади этого элемента.

Для постоянного тока

Если за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд dq=ne<v>Sdt – где n, e, <v> – концентрация, заряд и средняя скорость упорядоченного движения зарядов. То сила тока:

А плотность тока: =ne<

Единица плотности тока – А/м².

Закон Ома для однородного участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на конце проводника.

Коэффициент пропорциональности R называется электрическим сопротивлением проводника.

Единица измерения – Ом.

Величина называется электрической проводимостью проводника.

Единица измерения – сименс (См).

Сопротивление зависит от его размеров и формы, а также от материала из которого проводник изготовлен.

где – удельное электрическое сопротивление.

Единица измерения – ом на метр (Ом м).

Величина обратная удельному сопротивлению называется удельной электрической проводимостью вещества проводника.

Единица измерения – сименс на метр (См/м).

В проводнике – напряженность электрического поля, , . Из закона Ома получим соотношение , откуда следует В векторной форме соотношение

называется законом Ома в дифференциальной форме. Этот закон связывает плотность тока в любой точке внутри проводника с напряжённостью электрического поля в той же точке.

3. Сторонние силы. ЭДС. Работа и мощность тока. Закон Ома для полной цепи. Законы Кирхгофа.

4. М агнитное поле движущегося заряда. Индукция магнитного поля (МП). Сравнение электрической и магнитной сил. Опыты по обнаружению МП. Линии МП. Вектор магнитной индукции В.

Сравнение электрической и магнитной сил

Найдем отношения и

Пусть

Если , то

5. Закон Био-Саварра-Лапласа и его применение к расчету поля отрезка с током и бесконечно длинного проводника.

Применение Закона Био-Савара-Лапласа к расчету полей: прямого проводника, отрезка с током, расчет поля на оси и в центре витка с током (по учебнику)..

6. Теорема о циркуляции МП. Правила «знаков» для токов. Расчет индукции соленоида и тороида.

7. Сила Лоренца. Движение частицы, влетающей параллельно, перпендикулярно и под углом к линиям МП,

8. Ц иклотрон. Эффект Холла (по учебнику).

9. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

10. Взаимная индукция. Расчет взаимной индуктивности на примере тороида.