27.Работа сил электростатического поля.

Работа силы , совершаемая при

перемещении материальной точки под

действием этой силы равна , где - угол

между направлением силы и направлением перемещения.

Пользуясь этой формулой можно найти работу

по перемещению заряда в поле другого

неподвижного заряда

Заряд перемещается из точки 1

в точку 2 в поле заряда .

Элементарная работа силы на

перемещении равна:

Потенциал электростатического

поля — скалярная величина,

равная отношению потен­циальной

энергии заряда в поле к этому

заряду:

Разность потенциалов — это

скалярная физическая величина,

численно равная отношению работы

сил поля по перемещению заряда

между данными точками поля к этому

заряду.В СИ единицей разности

потенциалов является вольт (В).

1 В — разность потенциалов между

двумя такими точками электростатического

поля, при перемещении между которыми

заряда в 1 Кл силами поля совершается

работа в 1 Дж.Разность потенциалов

в отличие от потенциала не зависит

от выбора нулевой точки. Разность

потенциалов ?1 - ?2 часто называют

электрическим напряжением между

данными точками поля:

Эквипотенциальная поверхность — понятие,

применимое к любому потенциальному

векторному полю, например, к

статическому электрическому полю

или к ньютоновскому гравитационному

полю. Эквипотенциальная поверхность

— это поверхность, на которой скалярный

потенциал данного потенциального поля

принимает постоянное значение

(поверхность уровня потенциала).

Другое, эквивалентное, определение

— поверхность, в любой своей точке

ортогональная силовым линиям поля.

Разность потенциалов и напряжённость

являются количественными характеристиками

поля. Напряжённость более наглядна и

указывает направление силы, действующей

на заряд. Но разность потенциалов тоже

имеет свои преимущества. Разность

потенциалов легче измерить, чем

напряжённость. Потенциал - скаляр,

поэтому задаётся одним числом, а

напряжённость - вектор, поэтому

задаётся тремя числами - проекциями

на оси кооординат. Многие процессы и

величины (например, сила тока)

определяются не силой, действующей

со стороны поля, а его энергией и

работой, то есть разностью потенциалов.

29.Электростатическое поле внутри проводника

- внутри проводника электростатического

поля нет ( Е = 0 ), что справедливо для

заряженного проводника и для

незаряженного проводника,

внесенного во внешнее электростатическое поле.

Почему? - т.к. существует явление

электростатической индукции, т.е.

явление разделения зарядов в

проводнике, внесенном в

электростатическое поле с

образованием нового электроста

тического поля внутри проводника.

Внутри диэлектрика может существовать

электрическое поле!

Электрические свойства нейтральных

атомов и молекул:

Нейтральный атом -положительный

заряд ( ядро) сосредоточен в центре;

- отрицательный заряд -

электронная оболочка;

считается, что из-за большой

скорости движения электронов по

орбитам центр распределения

отрицательного заряда совпадает

с центром атома.

Молекула - чаще всего - это система

ионов с зарядами противоположных

знаков ,

т.к. внешние электроны слабо

связаны с ядрами и могут переходить

к другим атомам.

Электрический диполь - молекула,

в целом нейтральная , но центры

распределения противоположных

по знаку зарядов разнесены;

рассматривается, как совокупность

двух точечных зарядов, равных

по модулю и противоположных по

знаку,находящихся внутри

молекулы на некотором

расстоянии друг от друга.

Существуют 2 вида диэлектриков

( различаются строением молекул) :

1) полярные - молекулы, у которых

центры положительного и отрицательного зарядов

не совпадают ( спирты, вода и др.);

2) неполярные - атомы и молекулы,

у которых центры распределения

зарядов совпадают (инертные газы,

кислород, водород, полиэтилен и др.).

Поляризация диэлектриков,

1) смещение положительных

и отрицательных электрических

зарядов в диэлектриках в

противоположные стороны. П. д.

происходит под действием

электрического поля или некоторых

др. внешних факторов, например

механических напряжений в

пьезоэлектриках (см. Пьезоэлектричество).

Возможна и спонтанная (самопроизвольная)

П. д. у пироэлектриков, в частности

у сегнетоэлектриков.2) Электрический

дипольный момент единицы объёма

диэлектрика.

30.Энергия заряженного конденсатора. 

Для того чтобы зарядить конденсатор,

нужно совершить работу по разделению

положительных и отрицательных зарядов

. Согласно законусохранения энергии

эта работа равна энергии конденсатора.

Энергия конденсатора превращается в другие

формы: тепловую,   световую.

Формула энергии плоского конденсатора.

Применение конденсаторов. Энергия

конденсатора обычно не очень велика

— не более сотен джоулей. К тому же

она не сохраняется долго из-за неизбежной

утечки заряда. Поэтому заряженные

конденсаторы не могут заменить, например,

аккумуляторы в качестве источников

электрической энергии.Они имеют одно

и свойство: конденсаторы могут накапливать

энергию более или менее длительное время

, а при pазрядке через цепь малого

coпpoтивления они отдают энергию почти

мгновенно Именно это свойство

используются широко на практике.

Лампа-вспышка, применяемая в

фотографии, питается электрическим

током разряда конденсатор.

Конденсатор - это система заряженных тел

и обладает энергией.

Энергия любого конденсатора:

где С - емкость конденсатора

q - заряд конденсатора

U - напряжение на обкладках

конденсатора

Энергия конденсатора равна

работе, которую совершит

электрическое поле при

сближении пластин конденсатора

вплотную, или равна работе по

разделению положительных и

отрицательных зарядов , необходимой

при зарядке конденсатора.

Когда емкость одного конденсатора

мала, то соединяют несколько

конденсаторов параллельно. При

параллельном соединении

конденсаторов напряжение

между пластинами каждого

конденсатора одно и то же.

Поэтому можно написать

U1 = U 2= U 3 = U Следовательно,

при параллельном соединении

конденсаторов общая емкость

равна сумме емкостей отдельных

конденсаторов. При параллельном

соединении каждый конденсатор

окажется включенным на полное

напряжение сети, поэтому

параллельно соединять можно

только те конденсаторы, у

которых рабочее напря жение

больше или равно напряжению сети.