2.2.3 Граничные условия на границе раздела «диэлектрик-диэлектрик»

На границе раздела двух диэлектриков справедливы следующие условия:

При переходе через границу раздела 2-х диэлектриков тангенсальная составляющая вектора напряженности Эл поля и нормальная составляющая вектора Эл смещения изменяются непрерывно. А касательная составляющая Эл смещения и нормальная составляющая напряженности претерпевают излом, соответственно и результирующие вектора смещения и напряженности претерпевают излом. Пятое граничное условие: . Анализируя 5 условий можно получить закон преломления линий напряженности Эл поля: . "При вхождении линии напряженности в среду с большей диэлектрической проницаемостью они сильнее отклоняются от нормали"

2.4.3 Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла.

Рассмотрим однородное магн поле

- если в поле частица движ || вектору магн инд, то на нее не действ сила Лоренца => на нее не дейст и поле, частица будет двиг-ся прямолин и равномерно;

- если частица будет двиг перпенд вект магн инд, то поле будет действ на нее с силой Лоренца: . Тогда согласно II закона Ньютона мы можем рассчитать ускорение с кот будет двиг частица в однородн магн поле: ; ускорение будет центростремительным, частица будет двиг по окр радиусом r: ; период обращения частицы T определится выр: ; период обращения заряжен частицы в магн поле не зависит от скорости движ частицы. При движ частицы со скоростью V под углом α к вект магн инд B траекторией движ будет спираль с шагом h: . В неоднородном магн поле при уменьшении вектора магн инд будет расти радиус и шаг спирали. При помещении проводника с током в магн поле в нем возникает эл-кое поле. В металл пластине шириной a с движ зарядом e со скоростью V помещенным в магн поле с инд B, возникает разность потенциалов: . Если в проводнике n движ зарядов, то возникает ток: , где S – поперечное сечение проводника. Если металл пластина имеет ширину a высоту d площадь попереч сеч S, то: , в данном случае R – постоянная Холла, кот явл величиной обратной произв кол-ва электронов на их значения: . Постоян Холла позвол судить о концентр эл-нов и характере проводимости.

2.2.4 Проводник в электростатическом поле. Граничные условия на границе «проводник - вакуум» и «проводник - диэлектрик». Электростатическая защита.

Напряженность поля внутри проводника во всех его точках равна 0, а потенциал постоянный. Из этого следует, что поверхность проводника в Эл-Стат поле, является эквипотенциальной, а вектор напряженности поля направлен перпендикулярно проводнику. В этом случае сообщенный проводнику заряд остаётся на его поверхности. Напряженность поля у поверхности проводника определяется поверхностной плотностью зарядов, где - поверхностная плотность зарядов. и . Проводники – это тела, в которых по всему их объему могут перемещаться Эл заряды. Диэлектрик – это вещество не способное проводить Эл ток. Во внешнем Эл-Стат поле свободные заряды нейтрального проводника перемещающегося до установления напряженности внутри проводника, равной 0. Явление перемещения поверхностных зарядов во внешнем Эл-Стат поле называется Эл-Стат индукцией. В состоянии равновесия внутри проводника заряды отсутствуют, тогда полости внутри проводника не повлияют на Эл-Стат поле. Внутри полости поле будет отсутствовать. В этих условиях если проводник заземлить, то во всех его точках он приобретёт потенциал равный 0. В этих условиях полость будет полностью изолирована от внешних Эл-Стат полей. На этом основана Эл-Стат защита наз. экранированием тел.

2.2.5

Уединенным проводником называется проводник, который удалён от других проводников и зарядов. Потенциал уединенного проводника пропорционален его заряду. Разные проводники, имеющие одинаковый заряд имеют и разные потенциалы. -> . С – электростатическая ёмкость уединенного проводника. Ёмкость такого проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. [C]=Ф(фарад).

Конденсатор – устройство, обладающее при малых размерах и небольшим относительно других тел потенциалом, свойством накапливать, значительный электрический заряд. Т.е. обладающее большой Эл ёмкостью. Конденсатор состоит из 2-х проводников (обкладок) разделённых между собой слоем диэлектрика. Бывают: плоские, цилиндрические и сферические. Емкость конденсатора – физическая величина равная отношению количеству заряда накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов его обкладок. .

Емкости:

1) Плоского: , где S – площадь обкладки, d – расстояние между обкладками.

2) Цилиндрический: , где r₂/r₁ – радиус внешней/внутренней обкладок конденсатора, l – длина образующей цилиндра.

3) Сферический: .

Система конденсаторов:

1) Последовательно: ,

2) Параллельно: . Ёмкости конденсаторов любой формы прямо - пропорциональны диэлектрической проницаемости диэлектрика.

2.2.6

Энергию заряженного конденсатора можно представить в виде: .Энергия электрического поля .

Плотность энергии электрического поля в вакууме [ Дж/м³ ]. Плотность энергии электрического поля в диэлектрике: Зная плотность энергии поля в каждой точке, можно найти энергию поля, заключенного в любом объеме V. Для этого нужно вычислить интеграл:

2.3.1

Электродинамика – учение об электричестве, в котором рассматриваются явления и процессы, обусловленные движением Эл зарядов или макроскопических заряженных тел. Эл ток – это упорядоченное движение Эл зарядов. Проводники – это тела, в которых по всему их объему могут перемещаться Эл заряды. Проводники делятся на два типа: 1) Проводники 1-ого рода: переносят Эл заряды без химических превращений. 2) Проводники 2-ого рода: переносят Эл заряды с химическими превращениями (растворы, расплавы солей и щелочей). Изоляторы – это диэлектрики, в которых практически отсутствуют свободные заряды. Условием существования Эл тока является наличие свободных Эл зарядов. За направление тока условно принято движение от положительных зарядов к отрицательным. Количественной мерой характеризующей ток является его сила. Сила тока – скалярная физическая величина, определяемая Эл зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени. [ I ] = А. Плотность тока – физическая величина определяемая силой тока проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника перпендикулярно направлению тока. [ j ] = А/м². Сила тока и плотность тока являются сонаправлеными векторами.