3. Связь между напряжённостью и потенциалом

=>, где=>

-градиент

=>

Приложение:

1) потенциал сил точечного заряда

- потенциал точечного заряда

2) потенциал поля заряженной сферической поверхности

, еслиr>R

, еслиr<R

4. Электроёмкость. Конденсаторы

-электроёмкость

Физический смысл: электроёмкость численно равна заряду, который необходимо сообщить проводнику, чтобы его потенциал увеличился на единицу.

;

, гдеU-разность потенциалов – напряжение.

Конденсатор – 2 проводника, разделённых диэлектриком.

Плоский конденсатор

;

, гдеd-расстояние

; где

- электроёмкость плоского конденсатора

5. Энергия и плотность энергии электрического поля

1. Энергия системы зарядов

Рассмотрим два заряда

=>

Можно доказать, что если бы было 3 заряда, то:

- энергия системы зарядов

2. Энергия заряженного проводника

Главное свойство проводника, что потенциал во всех точках постоянный

- общий заряд

- такую энергию имеет поле заряженного проводника

=>или

3. Энергия заряженного конденсатора

=>=>

- плотность энергии

- плотность энергии между пластинами конденсатора.

, гдеD- индукция.

Учебные наглядные пособия:

Демонстрации:

1. Электроемкость плоского конденсатора

Подготовка и проведение опыта

Собрать установку. Наэлектризовать палочку и зарядить ею пластину конденсатора, соединенную со стержнем электрометра. Изменяя расстояние между пластинами конденсатора, убедиться в том, что емкость конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.

Раздел: Электричество и магнетизм

Лекция № 13

Постоянный электрический ток

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Электрический ток. Характеристики электрического тока.

2. Закон Ома для участка цепи.

3. Электродвижущая сила.

4. Закон Ома для замкнутой цепи.

5. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля - Ленца.

Краткое содержание лекции

1. Электрический ток. Характеристики электрического тока

Электрический ток – это направленное движение электрических зарядов.

2 условия существования электрического тока:

1) нужно иметь две точки, имеющие различные потенциалы

2) между этими двумя точками должен находиться проводник

Характеристики электрического тока:

1) Сила тока

Сила – тока это физическая величина, численно равная заряду , проходящему всё поперечное сечение проводника в единицу времени ();

- переменный ток

2) Плотность тока:

, где- единичный вектор.

совпадает с вектором скорости положительно движущихся зарядов.

Как плотность тока связана со скоростью?

- общий заряд

- так связаны плотность тока и скорость заряда.

3) Электрическая цепь

Электрическая цепь – это совокупность соединённых друг с другом источников тока, потребителя, электроизмерительного прибора.

- источник тока (батарея)

- лампочка

- сопротивление

- измеритель напряжения (вольтметр)

- измеритель силы тока (амперметр)

Пример:

Получение «живой» и «мёртвой» воды

Мёртвая вода имеет кислую среду, она стимулирует, дезинфицирует окружающую среду.

Живая вода – мощный биостимулятор (щелочная среда), снижает действие кислот, повышает усвоение пищи и т.д.

2. Закон Ома для участка цепи.

Закон Ома

Сила тока, текущего по однородному проводнику пропорциональна напряжению на концах проводника.

, где- коэффициент пропорциональности проводимости.

Сопротивление – это противодействие (в виде столкновения зарядов с атомами проводника) направленного движения зарядов.

Сопротивление зависит от проводника (материала), от длины проводника (чем длиннее, тем сопротивление сильнее), от площади.

~ пр;~l; ~

, где- удельное сопротивление.

- зависит от температуры

;

; т.к., то

закон Ома в дифференцированной форме.