Энергия заряженного конденсатора

Процесс возникновения зарядов на обкладках конденсатора можно представить так: от одной обкладки отнимается маленькая «порция» заря­да dq и перемещается на другую обкладку. Элементарная работа совершаемая при пере­мещении заряда с одной обкладки на другую равняется произведению заряда на разность по­тенциалов. A=dq(₁-₂)=qdq, C=q/(₂-₁)=q/. Энергия заряженною конден­сатора будет равна суммарной работе, которую необходимо выполнить при переносе заряда с одной обкладки на другую. А=₀∫^AdA=₀∫^qqdq/C=½q²/C=½q=½C²

Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

Энергия заряженного конденсатора может быть выражена через величины, характеризующие электрическое поле в зазоре между обкладками. С=₀S/d W=½C²=½₀S²d/d²= =½₀V²/d², V- объем электростатического между обкладками конденсатора. Так как в конденсаторе эл. поле однородно, то разность потенциалов , деленная на d равна /d=E  W=½₀EV – энергия электростатического поля. Энергия поля пропорциональна его объему, причем энергия, заключенная в единице объема электростатического поля – о



бъемная плотность энергии  одинакова во всех точках однородного поля. =W/V=₀E²=½DE=½D²₀=½DH

Dˉ=₀H - вектор электрического смещения. Для неоднородного эл. поля  оп­ределяется также.

Магнитное поле, магнитная индукция

Магн. поле - это силовое поле, через которое осущ. взаимодействие эл. проводников друг с другом. В любом замкнутом проводящем контуре, при изменении потока вектора магнитной индукции, через площадь попереч­ного сечения возникает эл. ток.- это явление магн. индукции. а ток - индукционный. B=M_maxS/I Ф_B=∫BnDS –число силовых линий, пронизывающих площадку. Ф_B=BScos £, где (£–угол между вектором B и нормалью к площадке). ЭДС = _i= -dФ/dt.

Постоянный эл. Ток.

Если в проводнике создать эл. поле, то но­сители заряда, находящиеся в проводнике придут в упорядоченное движение (+) вдоль поля, (-) против поля. Упорядоченное движение электронов - эл. ток. Сила тока -

скалярная физическая величина, равная за­ряду перемещаемому через поперечное сечение проводника за единицу времени I=dq/dt. За направление тока принимают направление движения (+) зарядов. Эл. ток может быть распределен по поверхности через которую он течет неравномерно, что­бы более детально охарактеризовать это вводится понятие плотности тока. Плот­ность эл. тока - векторная физическая вели­чина, равная силе тока на единицу площа­ди поперечного сечения проводника γ=dI/dS. I=_S∫γ_ndS. Сила тока -поток плотности тока через поперечное се­чение проводника. Если сила тока посто­янная в течение времени, то тоr постоянный. I=q/t.

Электродвижущая сила. Напряжение.

Если в проводнике создать эл. поле и не поддерживать его, то поле внутри провод­ника быстро исчезнет. Для того, чтобы поддерживать эл. ток в проводнике в тече­ние длит. времени заряды должны двигать­ся по замкнутой цепи. Т.е. на ряду с участ­ками , где (+) заряд движется в сторону убывания потенциала должны быть участ­ки , где положительный заряд движется в сторону возрастание потенциала. Переме­щение заряда в сторону возрастания потен­циала происходит против силы электростатического поля. Такое перемещение воз­можно лишь с помощью сил, имеющих не электростатическую природу - сторонних. Сторонние силы характеризуются работой, которую они совершают над перемещае­мым зарядом. Величина равная работе сто­ронних сил по перемещению единичного положит. заряда называется электродвижу­щей силой (ЭДС). =А_ст/q. Сторонние силы как и кулоновские могут быть найдены: кулоновские – F=qE, F_ст=qE^* . Работа сто­ронних сил на всей замкнутой сети опреде­ляется: А_ст=∫F_стdl=q∫E^*dl. =”E^*dl - цир­куляция вектора напряженности поля сто­ронних сил по замкнутому контуру l. Напряжением U₁₂ на участке цепи 1–2 называется физическая величина, численно равная работе, совершаемой результирующим полем кулоновских и сторонних сил при перемещении вдоль цепи из точки 1 в точку 2 единичного пложительного заряда: U₁₂=₁∫²Edl(1–2)+1₁₂. Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потенциалов только в том случае, если на участке не приложены ЭДС.