5. Напряженность электрического поля. Работа, совершаемая силами электрического поля.

Электрическое поле существует вокруг заряженного тела и проявляется в силовом воздействии на электрически заряженные тела или заряженные частицы, вносимые в это поле. Если в выбранную точку пространства, окружающего исследуемое заряженное тело, помещать разные по величине заряды, то значение силы в данной точке будет разное. Отношение силы F к величине вносимого в исследуемое поле заряда является одной из важнейших характеристик электрического поля, называемой напряженностью электрического поля. Для определения напряженности электрического поля заряженного тела в исследуемую точку поля вносят положительный пробный заряд. Пробный заряд- это заряд пробного тела, линейные размеры и заряд которого настолько малы, что не влияют на интенсивность и конфигурацию исследуемого поля. Направление напряженности совпадает с направлением силы действующей на положительный заряд, мысленно помещенный в данную точку исследуемого поля.

6. Магнитное поле внутри прямолинейного проводника.

7. Электрическое напряжение. Потенциальная энергия и потенциал электрического поля.

Работа считается положительной, если заряженная частица перемещается по направлению сил поля, и отрицательной, когда движение совершается под действием сторонних сил против направления сил поля.

8. Магнитное поле кольцевой катушки

Определим напряженность магнитного поля катушки с кольцевым магнитопроводом (сердечником), на который с равномерной плотностью намотана обмотка из w витков, по которым протекает ток I. Для определения напряженности поля катушки воспользуемся законом полного тока, в соответствии с которым для любой точки, расположенной на расстоянии р больше или равно 0, должна быть равна полному току. Таким образом, напряженность магнитного поля внутри кольцевой катушки в точке, находившейся на расстоянии r от центра катушки, численно равна намагничивающей силе (ампер-виткам), приходящейся на единицу длины магнитной силовой линии – окружности радиуса r.

9. Проводники. Проводники первого и второго рода. Проводники в электрическом поле. Электрическая индукция.

Проводники электрические, вещества, хорошо проводящие электрический ток, т. е. обладающие высокой электропроводностью (низким удельным сопротивлением r.

Электроды первого рода.

В случае металлических электродов первого рода такими ионами будут катионы металла, а в случае металлоидных электродов первого рода – анионы металлоида. Серебряный электрод первого рода Ag+/Ag. Ему отвечает реакция Ag+ + e- = Ag и электродный потенциал

E Ag+ /Ag = Ag+ / Ag+b 0lg a Ag+.

После подстановки численных значений Е 0 и b 0 при 25 oС: 

Примером металлоидных электродов первого рода может служить селеновый электрод Se2–/Se, Se + 2e- = Se2; при 25 oС E Se2–/Se0 = –0,92 – 0,03lg a Se2–.

Электроды второго рода

– полуэлементы, состоящие из металла, покрытого слоем труднорастворимого соединения (соли, оксида или гидроксида) и погруженного в раствор, содержащий тот же анион, что и труднорастворимое соединение электродного металла. Схематически электрод второго рода можно представить так: АZ– /MA , M , а протекающую в нем реакцию – МА + ze = М + АZ –. Отсюда уравнением для электродного потенциала будет: 

Проводниками называются вещества, в которых имеется значительное число свободных зарядов, т.е. таких зарядов, которые могут без затраты энергии перемещаться по всему проводнику. Это металлы, электролиты и ионизированные газы. В металлах свободными зарядами являются электроны, которые перемещаются между узлами кристаллической решетки, образованной ионами металла. Эти свободные электроны образуют так называемый электронный газ. Они участвуют в тепловом движении подобно молекулам газа и могут перемещаться по всему объему металла. Внутри заряженных проводников отсутствует электростатическое поле, так как в противном случае свободные заряды двигались бы под действием сил этого поля.

Отсутствие электростатического поля внутри проводника приводит к тому, что нескомпенсированные заряды могут размещаться только на его поверхности.

Поместим незаряженный проводник в однородное электростатическое поле. Под действием сил поля свободные электроны в проводнике будут перемещаться в направлении, противоположном внешнему полю, и накапливаться на поверхностях проводника, создавая электростатическое поле  , направленное навстречу внешнему полю. Перемещение электронов будет происходить до тех пор, пока внешнее электростатическое поле не скомпенсируется полем, возникающим внутри проводника.

Величина, характеризующая электрическое поле в веществе наряду с напряженностью (Е): D = eЕ, где e - диэлектрическая проницаемость вещества. Поток электрической индукции через замкнутую поверхность определяется свободными зарядами, находящимися внутри этой поверхности (т. е. не зависит от связанных зарядов, входящих в состав нейтральных атомов и молекул).