Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
kolobok.docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
159.83 Кб
Скачать

Вопрос 15. Энергия электрического поля (системы электрических зарядов, заряженного конденсатора, запас энергии заряженного тела, энергия электростатического поля).

Во всех трех случаях математическая формула будет одинакова. В чем же соль? Где же сосредоточена энергия? Что является ее носителем?

Электростатика не отвечает на этот вопрос. Заряд и поле обладает энергией. Они могут существовать отдельно от породивших систем электрических зарядов.

Энергия систем неподвижных точечных зарядов.

Энергия заряженного уединенного проводника.

Имеется проводник, заряд, емкость и потенциал. Увеличим заряд этого проводника на dQ. Для этого необходимо перенести заряд dQ из бесконечности на уединенный проводник, затратив работу

Чтобы зарядить тело от ненулевого потенциала до , нужно совершить работу:

Энергия конденсатора – всякий конденсатор обладает энергией

Энергия электростатического поля – преобразуем формулу, воспользовавшись выражением для емкости плоского конденсатора

И разности потенциалов между обкладками:

Тогда:

Объёмная плотность энергии электростатического поля:

Вопрос 16. Постоянный электрический ток.

Сила тока I - скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника,  промежутку времени, в течение которого шел ток. Сила тока показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Ток называют постоянным, если сила тока не меняется со временем. Для того чтобы ток через проводник был постоянным необходимо, чтобы разность потенциалов на концах проводника была постоянной.

Если заряженная частица q движется со скоростью v (скорость направленного (!) движения), то:

.

Т.о. при увеличении площади сечения проводника скорость направленного движения частиц, создающих ток, уменьшается.

Плотность тока j - отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника. Измеряется в А/м2. Вектор плотности тока сонаправлен с вектором напряженности поля. Т.о. плотность тока не зависит от размеров проводника.

Вопрос 17. Эдс и напряжение.

Для существования тока необходимо: наличие свободных зарядов, наличие поля с разностью потенциалов.

Положительный заряд движется в электростатическом поле по вектору напряженности от большего потенциала к меньшему. И в конце концов это приведет к выравниванию потенциалов и прекращению тока. Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создаваться и поддерживать разность потенциалов. Эти устройства – источники тока.

Силы неэлектрического происхождения называют сторонними. Их природа различна.

Величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда по всей цепи, называется электродвижущей силой источника.

Физическая величина, численно равная работе, совершаемой сторонними и Кулоновскими силами на участке цепи, называется напряжением на данном участке.

Если ЭДС отсутствует, то .

Вопрос 18. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова: 

I1 = I2 = I.

Рисунок 1.9.1.

Последовательное соединение проводников

По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны 

U1 = IR1,   U2 = IR2.

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,

где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует: 

R = R1 + R2.

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы: 

U1 = U2 = U.

Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 

I = I1 + I2.

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I1Δt + I2Δt. Следовательно, I = I1 + I2.

Рисунок 1.9.2.

Параллельное соединение проводников

Записывая на основании закона Ома 

где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим 

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]