Отлично, вот материал по энергии в электростатике для твоего конспекта:
11. Энергия в Электростатике
Энергия в электростатике — это потенциальная энергия системы зарядов или энергия электрического поля, которая характеризует работу, совершённую для создания системы зарядов.
Энергия Системы Неподвижных Точечных Зарядов
Энергия системы
неподвижных точечных зарядов (
)
— это работа, которую необходимо
совершить внешним силам, чтобы собрать
данную систему зарядов, перемещая их
из бесконечности (где их потенциальная
энергия равна нулю) на заданные расстояния.
Эта энергия также равна работе, которую совершит само электрическое поле при удалении зарядов друг от друга на бесконечность.
Формула: Энергия системы равна сумме потенциальных энергий попарного взаимодействия всех зарядов в системе.
Где
— величины зарядов,
— расстояние между ними,
.
Через потенциал:
Где
— потенциал, созданный всеми остальными
зарядами в точке расположения заряда
.
Коэффициент
нужен, чтобы учесть каждое взаимодействие
один раз.
Энергия Уединённого Проводника
Энергия уединённого
проводника (
)
— это потенциальная энергия заряда
,
которым обладает проводник, находящийся
под потенциалом
.
Эту энергию можно представить как
работу, необходимую для его зарядки.
Формулы:
— заряд проводника.
— потенциал проводника.
— ёмкость уединённого проводника.
Энергия Конденсатора
Энергия конденсатора ( ) — это энергия электрического поля, локализованного между его обкладками. Она равна работе, совершаемой источником напряжения для его зарядки.
Формулы:
— заряд конденсатора.
— напряжение (разность потенциалов)
между обкладками.— электрическая ёмкость конденсатора.
Энергия Электростатического Поля
С точки зрения теории близкодействия, энергия взаимодействия зарядов не сосредоточена в самих зарядах, а распределена в пространстве, где существует электрическое поле.
1. Объёмная Плотность Энергии
(
)
Объёмная плотность
энергии (
)
— это энергия электрического поля,
приходящаяся на единицу объёма (
).
Формула (в диэлектрической среде):
— электрическая постоянная.
— относительная диэлектрическая
проницаемость среды.
— напряжённость электрического поля
в данной точке.
2. Полная Энергия Поля (
)
Полная энергия
электростатического поля равна
интегралу от объёмной плотности энергии
по всему объёму (
),
в котором существует поле:
Таким образом, энергия, запасённая в проводниках или конденсаторах, по сути, является полной энергией электрического поля, созданного этими зарядами.
Отлично, вот конспект по постоянному току и связанным понятиям:
12. Постоянный ток. Сила и плотность тока. Сторонние силы. ЭДС и напряжение.
Постоянный Электрический Ток 💡
Электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение свободных электрических зарядов (носителей тока).
Постоянный ток — это ток, при котором сила тока и его направление не изменяются со временем.
Условия существования тока:
Наличие свободных носителей заряда (в проводнике).
Наличие электрического поля, создаваемого и поддерживаемого источником тока.
Сила Тока (
)
Сила тока — это
скалярная величина, равная отношению
заряда (
),
прошедшего через поперечное сечение
проводника за малый промежуток времени
(
),
к этому промежутку времени. Она определяет
скорость переноса заряда.
Единица измерения: Ампер (А).
.Направление тока: По соглашению, за направление тока принимают направление движения положительных зарядов.
Плотность Тока (
)
Плотность тока ( ) — это векторная величина, характеризующая силу тока, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению движения зарядов.
— площадь сечения, перпендикулярного
вектору
.Вектор направлен в сторону движения положительных зарядов.
Единица измерения: Ампер на квадратный метр (
).
Сторонние Силы и ЭДС 🔋
Сторонние силы (
)
— это силы неэлектростатического
(некулоновского) происхождения,
действующие на свободные заряды внутри
источника тока (гальванический
элемент, генератор).
Природа сил: Химические (в аккумуляторах), магнитные (в генераторах), тепловые (в термоэлементах).
Назначение: Сторонние силы совершают работу по разделению положительных и отрицательных зарядов внутри источника, накапливая их на полюсах и поддерживая разность потенциалов, необходимую для движения тока по внешней цепи.