13 Распределение зарядов в проводнике. Связь между напряжённостью поля у поверхности проводника и поверхностной плотность зарядов.
Вещество
с большой концентрацией свободных
зарядов –
проводник.
Одноименные свободные заряды заряженного
проводника, отталкиваясь др. от др.,
расходятся на возможно большие расстояния.
Следовательно, они располагаются на
поверхности проводника. Заряды
располагаются на внешней поверхности
заряженного тела. Поверхностная плотность
заряда зависит от формы проводника и
различна в разных его точках. Поверхностная
плотность зарядов максимальна на
выпуклостях заряженного проводника и
практически равна нулю на вогнутостях.
Потенциал всех точек одинаков, а
поверхностная плотность зарядов разная
на проводнике сложной формы. Если на
проводнике найдутся любые две точки с
разными потенциалами, то в соответствии
с
появится напряженность поля, отличная
от нуля, на свободные заряды подействует
сила
,
и они начнут двигаться, след-но поверхность
проводника эквипотенцальна (в условиях
электростатичности). Это справедливо
и для точек внутри проводника, т.к. Е=0
-
потенциал одинаков у всех точек внутри
проводника.
Поток
индукции равен сумме зарядов.
Поток смещения:
.
,
поверхностная
плотность заряда. Разные проводники
заряженные одинаковым эл-ом имеют разные
потенциалы.
/14.
Электрическая емкость. Конденсатор.
Электроемкость
– величина измеряемая зарядом, изменяющим
потенциал данного проводника на 1:
.
заряд,
изменяющий потенциал данного проводника
на
единиц потенциала.
Одна
Фарада (Ф) – электроемкость такого
проводника, потенциал которого изменяется
на 1 В зарядом 1 Кл. Емкость уединенного
проводника не зависит от его массы и от
материала проводника. Емкость такого
проводника зависит от его формы и
размеров. Емкость уединенного проводника
увеличивается в соседстве с другими
незаряженными проводниками и в соседстве
с диэлектриком. Емкость шара: r > R;
;
.
Емкость уединенного шара:
.
.
Система состоящая из проводников
разделенная диэлектриком и обладающая
большой емкостью называется конденсатором.
Простейшим яв-ся плоский конденсатор,
поле которого можно считать однородным:
Сферическая
емкость:
Цилиндрическая
емкость
***********************.
15. Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.
Несколько соединенных конденсаторов образуют батарею. Различают последовательное и параллельное соединение конденсаторов в батареи.
Последовательным называется соединение, при котором одна пластина каждого конденсатора соединяется с одной пластиной последующего или предыдущего. Источник постоянного напряжения соединяется с левой пластиной первого и с правой – последнего конденсатора батареи. Сумма зарядов внутренних пластин остается равной 0. Разность потенциалов на батарее = сумме разностей потенциалов на конденсаторах
.
.
Величина
обратная емкости батареи последовательно
соединенных конденсаторов, равна сумме
величин, обратных емкостям отдельных
конденсаторов этой батареи. Параллельным
называется
соединение, при котором все конденсаторы
включены между двумя определенными
точками. Разности потенциалов на
пластинах таких конденсаторов одинаковы
и равны разности потенциалов на батарее.
.
Емкость
батареи параллельно соединенных
конденсаторов равна сумме емкостей
этих конденсаторов.
-
собственная энергия заряженного тела.
Наличие энергии конденсатора обусловлено
тем, что эл.поле между его обкладками
обладает энергией. Энергия заряженного
конденсатора пропорциональна квадрату
напряженности поля и объему, который
занимает поле.
**********************