• Поле в близи пов-ти проводника

Вблизи внешней стороны поверхности проводника вектор напряженности в любой точке направлен перпендикулярно к поверхности. Если проводник расположен в вакууме, то модуль напряженности поля равенE = .

• Электроемкость

Физическая величина, определяемая отношением заряда q одной из пластин конденсатора к напряжению между обкладками конденсатора, называется электроемкостью конденсатора: При неизменном расположении пластин электроемкость конденсатора является постоянной величиной при любом заряде на пластинах.Единица электроемкости— фарад .

№10

• Ёмк-ти пл., сф., и цил. кон-ров

Емкость плоского конденсатора.

где

S - величина поверхности одной пластины (меньшей, если они не равны)

d - расстояние между пластинами

ε - диэлектрическая проницаемость материала, находящегося между обкладками

Емкость циллиндрического конденсатора и коаксиального кабеля.

где

b - радиус внешнего цилиндра

a - радиус внутреннего цилиндра

l - длина конденсатора

Емкость сферического конденсатора.

где

a и b - радиусы внутренней и внешней сфер.

№11

• Энергия заряж. Проводника и кондесатора

заряд сосредоточивается на поверхности проводника, причем поверхность проводника эквипотенциальна. Разбивая эту поверхность на маленькие участки, каждый из которых имеет заряд Δq, и учитывая, что потенциал в месте расположения каждого из зарядов одинаков, имеем

Энергия заряженного конденсатора

Пусть заряд +q находится на обкладке с потенциалом φ₁ а заряд -q на обкладке с потенциалом φ₂. Тогда на основании тех же рассуждений, которые привели к выражению (6.7), получим

• Плотность энергии электростат. Поля

• Энергия однородного поля пропорциональна объему, занимаемому полем. В связи с этим говорят об энергии единицы объема поля (объемной плотности энергии — w_e). . В СИ единицей объемной плотности энергии является джоуль на кубический метр (Дж/м³).

• Тогда

№12

• носители тока в средах

носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика – порядка 10²⁸ 1/м³.

Ток в жидкостях: Носителями свободных зарядов являются ионы электролитов

Ток в газах: Свободные электроны и положительные ионы.

Ток в вакууме: В создании тока в вакууме участвуют электроны

Ток в полупроводниках: носителями являются электроны.

• сила и плотность тока

Сила тока определяется количеством заряда проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени. I=dQ/dt. Плотность тока физическая величина определяемая силой тока проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника:

• уравнение непрерывности

Классический вид уравнения непрерывности выглядит так:  ∂ρ/∂t + div (ρv) = 0   ( 2 ) или     div (ρv) = − ∂ρ/∂t  . где ρ = dQ/dV − объемная плотность жидкости (текучей среды); v − скорость потока среды в данной точке.

• эл. поле внутри проводника с током

Для электростатических явлений поле внутри проводника равно нулю: E→in ≡ 0 .

Механизм исчезновения электрического поля в проводниках связан со смещением свободных зарядов ровно настолько, чтобы как раз компенсировать внешнее электрическое поле, если таковое имеется. При изменении внешнего поля свободные заряды в проводнике перераспределяются, а в момент перераспределения в проводнике течет ток.

• силовые линии эл. поля и линии тока

Силовой линией электрического поля называется линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором напряженности поля.

Линия тока - линия в поле течения, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора скорости в этой точке в данный момент времени. Через каждую точку пространства можно провести только одну Л. т. за исключением особых точек уравнения.

№13

• Сторонние силы

Для протекания тока в течение продолжительного времени на заряды в электрической цепи должны действовать силы, отличные по природе от сил электростатического поля, такие силы получили название сторонних сил. Эти силы могут быть обусловлены химическими процессами, диффузией носителей тока в неоднородной среде, электрическими (но не электростатическими) полями, порождаемыми переменными во времени магнитными полями, и т. д. Всякое устройство, в котором возникают сторонние силы, называется источником электрического тока.

• З. Ома и Дж.-Ленца в инт. и дифф. форме.

- закон Джоуля-Ленца в интегральной форме.

- закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

- уравнение выражает собой закон Ома в интегральной форме для участка цепи: падение напряжения на участке цепи равно сумме падений электрического потенциала на этом участке и эдс всех источников электрической энергии,включённых на участке. Запись закона Ома в дифференциальной форме: Здесь–удельная электропроводность.

№14