Домашнє завдання

І варіант	ІІ варіант
3.55, 3.65, 3.84 (Несмашний Є.О.)	3.29, 3.88, 3.81 (Несмашний Є.О.)

Тема наступного заняття «Електростатичне поле в речовині»

Рекомендована література:

	Несмашний Є.О. Класична електродинаміка. – Кривий Ріг: Мінерал, 2005.
	Савельев И.В. Курс физики. Т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика.-М.:Наука,1989.
	ТрофимоваТ.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов.— 7-е изд., стер.— М.: Высш. шк., 2001. Гаркуша І.П., Певзнер М.Ш., Курінний В.П. Збірник задач з фізики. – Київ: „Вища школа”, 2003 Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями: Учеб. пособие для вузов.— М.: Высш. шк., 1999.
	Чертов А. Г., Воробьев А. А. Задачник по физике: Учеб. пособие для студентов втузов.— 5-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 1988.

ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ І ФОРМУЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ РОЗВЯЗУВАННІ ЗАДАЧ З ТЕМИ

«Електростатичне поле в речовині. Конденсатори.»

Для кожного відокремленого провідника відношення заряду до потенціалу провідника є величина стала

, (1)

де — електрична ємність провідника.

Ємність плоского конденсатора:

(2)

де — площа кожної пластини; - відстань між пластинами.

Ємність сферичного конденсатора

, (3)

де і — радіус внутрішньої і зовнішньої сфер.

Ємність циліндричного конденсатора:

, (4)

де - — висота коаксіальних циліндрів; і — радіуси внутрішнього та зовнішнього циліндрів відповідно.

Ємність провідної кулі радіуса г

. (5)

При паралельному з'єднанні конденсаторів ємність батареї дорівнює

, (6)

при послідовному з'єднанні

. (7)

Електрична енергія відокремленого зарядженого провідника

. (8)

Для плоского конденсатора

, (9)

де — об'єм, обмежений пластинами конденсатора.

Об'ємна густина енергії електричного поля

, (10)

де - електричне зміщення, Кл/м².

Вектор поляризації діелектрика:

, (11)

де - діелектрична сприйнятливість речовини, яка зв’язана з діелектричною проникністю рівнянням

. (12)

Сила притягання пластин плоского конденсатора (пондеромоторна сила):

а) конденсатор від’єднали від джерела струму;

а) . (13)

б) конденсатор приєднаний до джерела струму;

б) . (14)

ДВНЗ «Криворізький НАЦіОНАЛЬний університет»

Освітньо-кваліфікаційий рівень _бакалавр_

Напрям підготовки _______________________________________________

Спеціальність __ __________________________________Семестр _______

Навчальна дисципліна “ФІЗИКА”

Практичне заняття №3 (модуль 3)

Тема. Електростатичне поле в речовині. Конденсатори.

Структура практичного заняття

Аудиторна робота

Задача 1 (3.29 Трофімова Т.І.) Відстань між обкладками плоского конденсатора d = 1 мм. Після зарядки конденсатора до різниці потенціалів U = 700 В між обкладками вставили скляну пластинку (e = 7). Знайти: 1) діелектричну сприйнятливість æ скла; 2) поверхневу густину σ' зв’язаних зарядів на скляній пластинці.

Задача 2 (3.74 Трофімова Т.І.) Між пластинами плоского конденсатора паралельно обкладкам поміщено два шари діелектрика — парафін (e₁ = 2) товщиною d₁ = 0,5 мм і слюда (e₂ = 7) товщиною d₂ = 1 мм. Напруженість E₁ електростатичного поля в парафіні складає 700 кВ/м. Знайти: 1) напруженість E₂ поля в слюді;2) різницю потенціалів між пластинами конденсатора.

Задача 3 (3.115 Несмашний Є.О.) Плоский конденсатор складається з двох круглих плас­тин радіусом R = 10 см кожна. Відстань між пластинами 2 мм. Конденсатор приєднаний до джерела напруги U = 80 В. Визначити заряд Q та напруженість Е поля всередині конденсатора, коли він заповнений склом.

Задача 4 (3.92 Несмашний Є.О.) Коаксіальний електричний кабель складається з централь­ної жили і концентричної циліндричної оболонки, між якими знахо­диться діелектрик ε = 3,2. Знайти ємність С одиниці довжини такого кабелю, якщо радіус жили r = 1 см, а радіус оболонки R = 3,0 см.

Задача 5 (3.93 Несмашний Є.О.) Знайти ємність сферичного конденсатора, що складається з двох концентричних сфер радіусами r = 10 см і R = 10,5 см. Простір між сферами заповнений маслом. Який радіус R₀, повинна мати куля, занурена в масло, щоб мати таку ж ємність?

Задача 6 (3.98 Несмашний Є.О.) Пластини плоского конденсатора площею S = 0,01 м² кожна, притягуються одна до одної з силою F = 30 мН. Простір між пла­стинами заповнений слюдою. Знайти заряди, що знаходяться на пластинах, напруженість Е поля між пластинами і об'ємну густину енергії всередині конденсатора.

Задача 7 (3.43 Трофімова Т.І.) Плоский конденсатор з площею обкладок S= і відстанню між ними d= підключено до джерела постійної напруги U=. Знайти з якою силою F притягуються обкладки конденсатора, якщо діелектрична проникність середовища між ними дорівнює ε=.

Задача 8 (3.38 Трофімова Т.І.) Плоский повітряний конденсатор ємністю C₁ = 4 пФ заряджений до різниці потенціалів U₁ = 100 В. Після відключення конденсатора від джерела напруги відстань між обкладками конденсатора збільшили вдвічі. Знайти: 1) різницю потенціалів U₂ на обкладках конденсатора після їх розсунення; 2) роботу зовнішніх сил по розсуненню пластин.

Задача 9 (3.114 Несмашний Є.О.) Два конденсатори ємностями С₁ = 5 мкФ і С₂ = 8 мкФ з'єднані послідовно і приєднані до батареї з е.р.с. у 80 В. Визначити заряд та різницю потенціалів на першому з конденсаторів.

Задача 10 (3.108 Несмашний Є.О.) Конденсатор ємністю С₁ = 600 пф зарядили до різниці потенціалів U₁ = 1,5 кВ і відключили від джерела напруги, Потім до нього паралельно приєднали незаряджений конденсатор ємніс­тю С₂ = 400 пф. Визначити енергію, витрачену на утворення іскри, що проскочила при з'єднанні конденсаторів.