Лінії напруженості електричного поля

Наочне уявлення про розподіл електрично­го поля в просторі дає використання ліній напруженості електричного поля. Лінією напруженості електричного поля назива­ють лінію, у якої дотична в кожній її точці збігається з напрямом вектора напруже­ності електричного поля. На мал. 2.104 подано картину розподілу ліній напруженості електричного поля нав­коло поодинокого позитивного заряду, на мал. 2.105 — навколо поодинокого нега­тивного заряду, на мал. 2.106 — навколо системи з двох різнойменних зарядів.

12. Конденсатори. Електроємність

Здатність діелектриків послаблювати зовні­шнє електричне поле застосовують у кон­денсаторах.

Конденсаторами називають електричні при­лади для нагромадження електричних за­рядів. Найпростіший конденсатор скла­дається з двох паралельних металевих плас­тин, розділених шаром діелектрика. Під час надання пластинам рівних за модулем і про­тилежних за знаком зарядів між пластинами створюється електричне поле з напруженістю Е. Поза пластинами дія елек­тричних полів протилежно заряджених пла­стин взаємно компенсується, напруженість поля дорівнює нулю (мал. 2.115).

Напруга U між пластинами прямо про­порційна до заряду на одній пластині, тому відношення заряду q до напруги U

 

є для конденсатора сталою величиною при будь-яких значеннях заряду q. Це відно­шення С називають електроємністю кон­денсатора.

 

Одиницю електроємності в СІ називають фарад (Ф). Під час надання зарядів +1 кулон та -1 кулон обкладкам конденсатора електро­ємністю 1 фарад напруга між його обкладка­мистановить 1 вольт:

Електроємність 1 фарад — дуже велика електроємність. Більшість конденсаторів, які використовують на практиці, має знач­но менші значення електроємності. Менші одиниці електроємності мають наз­ви мікрофарад (мкФ), нанофарад (нФ) та пікофарад (пФ):

Енергія електричного поля

Потенціальна енергія електричного поля зарядженого конденсатора може перетво­рюватися на інші види енергії. Наприклад, під час підключення виводів зарядженого конденсатора до електричної лампи елект­ричне поле створює електричний струм, нитка лампи нагрівається й випромінює світло.

Энергия электрического поля конденсатора.

Под  энергией электрического поля конденсатора будем понимать энергию одной его обкладки, находящейся в поле, созданном другой  обкладкой. Тогда: 

 Формулы справедливы для любого конденсатора.

Пример: С=2мкФ;U=1000В.

t=10-6c.W=1 Дж   - опасно для жизни!

Плотность энергии.

   - плотность энергии (энергия единицы объема).

Формула справедлива для полей любых конденсаторов и, кроме того, для полей, меняющихся со временем (неэлектростатических).

13. Деформа́ція (від лат. deformatio — «спотворення») — зміна розмірів і форми твердого тіла під дією зовнішніх сил(навантажень) або якихось інших впливів (наприклад, температури, електричних чи магнітних полів).

При деформації точки твердого тіла змінюють своє положення. Точка із радіус-вектором   при деформації має нове положення  , тобто здійснить переміщення  . Поле переміщень є однією з характеристик деформації, але воно незручне для математичного опису, оскільки, наприклад, при видовженні стрижня точки біля його початку зміщуються зовсім мало, а в кінці — доволі значно. Набагато важливіше те, наскільки точка тіла змістилася щодо сусідньої. Тому деформацію математично найзручніше описувати похідними від переміщення, які утворюють тензор, що отримав назву тензора деформації.

Деформа́ція (від лат. deformatio — «спотворення») — зміна розмірів і форми твердого тіла під дією зовнішніх сил(навантажень) або якихось інших впливів (наприклад, температури, електричних чи магнітних полів).

При деформації точки твердого тіла змінюють своє положення. Точка із радіус-вектором   при деформації має нове положення  , тобто здійснить переміщення  . Поле переміщень є однією з характеристик деформації, але воно незручне для математичного опису, оскільки, наприклад, при видовженні стрижня точки біля його початку зміщуються зовсім мало, а в кінці — доволі значно. Набагато важливіше те, наскільки точка тіла змістилася щодо сусідньої. Тому деформацію математично найзручніше описувати похідними від переміщення, які утворюють тензор, що отримав назву тензора деформації.