25. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Проводники – вещества, в которых очень много свободных носителей заряда.

Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов (электронов), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника. Типичные проводники – металлы.

Диэлектрики(изоляторы) – вещества, в которых очень мало носителей тока.

Виды:

• Полярные – молекулы содержат разделенные заряды.

• Неполярные – молекулы содержат неразделенные заряды.

У неполярных молекул происходит разделение заряд – поляризация.

К диэлектрикам относятся: воздух и другие газы, стекло, различные смолы, пластмассы, многие виды резины.

Бывают:

• Пассивные – используются в качестве применения электроизоляционных материалах.

• Активные – управляемые свойства; используются в сегнетоэлектрике, пьезоэлектрике, материалах для излучателей и затворов в лазерной технике и другое.

Электрический заряд молекул диэлектрика:

а) без внешнего поля.

б) при наличии поля.

26. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля. Применение конденсаторов.

Конденсатор — это система из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные параллельно и разделенные слоем диэлектрика, образуют плоский конденсатор.

Физическая величина, определяемая отношением заряда q одной из пластин конденсатора к напряжению между обкладками конденсатора, называется электроемкостью конденсатора:

Единица СИ электроемкости в международной системе — фарад (Ф)

Применение конденсаторов. Конденсаторы как накопители электрических зарядов и энергии электрического поля широко применяются в различных радиоэлектронных приборах и электротехнических устройствах. Они используются для сглаживания пульсаций в выпрямителях переменного тока, для разделения постоянной и переменной составляющих тока, в электрических колебательных контурах радиопередатчиков и радиоприемников, для накопления больших запасов электрической энергии при проведении физических экспериментов в области лазерной техники и управляемого термоядерного синтеза.

Соединение конденсаторов бывает:

• Последовательное – при последовательном соединении заряды на всех конденсаторах одинаковые, а напряжения разные.

1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ + 1/C_a

Когда соединены только два конденсатора, вы можете использовать ту же формулу, что и для двух резисторов, соединенных параллельно.

• Параллельное – при параллельном соединении напряжения на всех конденсаторах одинаковые, а заряды – разные.

Когда конденсаторы соединены параллельно, общая емкость - это сумма емкостей каждого конденсатора, а формула:

C_общ=C₁+C₂+…+C_a

27. Электрический ток. Сила тока. Электрическое напряжение. Сопротивление проводника. Закон Ома для участка пути.

Электрический ток – упорядоченное движение электрических частиц, электронов или ионов.

Условия существования частиц (тока):

• Наличие свободных заряженных частиц.

• Поддержание на концах проводника разность потенциалов.

Направление тока – направление движения «+» частиц.

Сила тока – определяет величину заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени.

I=q/t, где I-сила тока, q-заряд, t-время прохождения заряда.

Электрическое напряжение = разности потенциалов на концах цепи, определяет работу тока по перенесению заряда в 1кулон вдоль проводника.

U=A_тока/q (Вольт), где U-напряжение, A_тока-работа тока, q-заряд.

Сопротивление — электрическая характеристика проводника, его способность проводить электрический ток.

где R — сопротивление, U — разность электрических потенциалов на концах проводника, I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

Удельное сопротивление проводника зависит от рода вещества.