
- •Электростатика
- •Фундаментальные свойства электрических зарядов:
- •Закон Кулона
- •Закон Кулона в векторной форме ;
- •Напряженность электростатического поля
- •Принцип суперпозиции ( наложения) электростатических полей.
- •Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •Потенциал. Принцип суперпозиции. Разность потенциалов
- •Принцип суперпозиции (наложения) электростатических полей
- •Напряженность как градиент потенциала
- •Вычисление разности потенциалов по напряженности поля
- •Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков
- •Диэлектрики с неполярными молекулами
- •Диэлектрики с полярными молекулами
- •Ионные диэлектрики
- •Поляризация диэлектриков и ее виды
- •Напряженность поля в диэлектрике
- •Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике
- •Физический смысл вектора электрического смещения
- •Поток вектора электрического смещения сквозь площадку dS
- •Проводники в электростатическом поле
- •Электроемкость. Конденсаторы
- •Электроемкость различных типов конденсаторов
- •Постоянный электрический ток Электрический ток и условия для его возникновения и существования
- •Связь плотности тока со скоростью упорядоченного движения зарядов в проводнике
- •Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение Источник электродвижущей силы (эдс) (источник напряжения)
- •Сопротивление проводников. Закон Ома
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Порядок расчета разветвленной цепи постоянного тока
Сопротивление проводников. Закон Ома
Сопротивление проводника – величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току. Единица измерения – Ом.
Сопротивление
однородного линейного проводника
,
где
-
удельное электрическое сопротивление,
Ом∙м; Удельное электрическое сопротивление
проводника служит характеристикой
вещества, из которого изготовлен
проводник.
Электрическая
проводимость -
- способность
участка электрической цепи проводить
ток. Единица измерения электрической
проводимости – 1 См – сименс.
Удельная
электрическая проводимость – γ =
,
См/м.
Зависимость
сопротивления от температуры
и
.
;
.
Сверхпроводимость – свойство некоторых проводников, заключающееся в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении ниже определенной температуры Тк, характерной для данного проводника. Материал становится абсолютным проводником. Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температурах. Например, для алюминия- Тк = 1,19К; для ртути – Тк = 4,15К и т.д.
Закон Ома для однородного участка цепи
Однородный участок цепи – участок цепи, не содержащий источника ЭДС.
Закон Ома в
дифференциальной форме
,
где
- плотность тока;
- удельная проводимость.
Закон Ома для
замкнутой цепи -
Ƹ.
Сила тока в замкнутой цепи равна отношению
ЭДС источника к суммарному сопротивлению
всей цепи.
Последовательное и параллельное соединение проводников
Cоединение |
Последовательное |
Параллельное |
Сохраняющаяся величина |
|
|
Суммируемая величина |
Напряжение
|
Сила тока
|
Результирующее сопротивление |
|
|
Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
Работа тока
-
Мощность, развиваемая
током на участке цепи -
Ƹ12
;
Мощность, выделяемая
во внешней цепи -
;
Единица мощности – 1 Вт (ватт).
Закон Джоуля - Ленца и его дифференциальная форма
Закон Джоуля –
Ленца:
Ток проходит по
неподвижному
металлическому проводнику, вся работа
тока идет на его нагревание, а по закону
сохранения энергии
Дифференциальная
форма закона Джоуля – Ленца:
,
где
-
количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема проводника – удельная тепловая мощность тока.
Закон Ома для неоднородного участка цепи (обобщенный закон Ома)
Неоднородный участок цепи – участок цепи, содержащий источник ЭДС.
Ƹ12
.
Обобщенный закон
Ома в дифференциальной форме -
,
где
- плотность тока;
- напряженность электростатического
поля;
-
поле сторонних сил.
Анализ обобщенного закона Ома
Источник ЭДС в цепи отсутствует:
Ƹ12
= 0, тогда
.
2. Цепь замкнута:
,
тогда
Ƹ.
3. Цепь разомкнута:
,
тогда Ƹ12
=
.
Вывод: чтобы найти ЭДС источника тока, надо измерить разность потенциалов на его клеммах при разомкнутой цепи.
Правила Кирхгофа для разветвленных цепей
Узел электрической цепи – любая точка разветвления цепи, в которой сходятся не менее трех проводников с током. Ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла – отрицательным.
Первое правило Кирхгофа – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Это правило – следствие закона сохранения электрического заряда.
Второе правило
Кирхгофа -
ƩƸк:
в любом замкнутом контуре, произвольно
выбранном в разветвленной электрической
цепи, алгебраическая сумма произведений
сил токов
на сопротивление
соответствующих участков этого контура
равна алгебраической сумме ЭДС,
встречающихся в этом контуре.