- •1. Электрический заряд. Свойства электрического заряда. Закон Кулона. Распределенные заряды.
- •3. Потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля.
- •4. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме (для вектора е).
- •6.Поляризация диэлектриков. Типы диэлектриков. Виды поляризации диэлектриков.
- •7) Энергия электростатического поля. Плотность энергии электростатического поля.
- •8) Электрический ток. Виды токов. Характеристики электрического тока. Условия возникновения и существования тока.
- •9)Закон Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и локальной (дифференциальной) формах.
- •10) Сторонние силы. Эдс. Закон Ома для замкнутой цепи.
- •11) Работа и мощность тока.
- •12) Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
- •13) Электрическое сопротивление проводников. Удельное сопротивление, зависимость удельного сопротивления от температуры. Последовательное и параллельное соединения проводников.
- •14)Элементарная классическая теория электропроводности металлов.
- •15)Вывод основных законов электрического тока из классической теории электропроводности металлов.
- •16)Работа выхода электронов из металла.
- •18) Ионизация газов. Несамостоятельный газовый разряд.
- •19)Самостоятельный газовый разряд и его типы.
- •20)Плазма и ее свойства
- •22)Рамка (контур) с током в однородном магнитном поле. Магнитный момент.
- •2 3)Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции для магнитного поля.
- •24)Основные характеристики магнитного поля: магнитная индукция, циркуляция магнитного поля, магнитный поток.
- •25)Движение заряженных частиц в магнитном поле. Эффект Холла.
- •26)Намагничивание вещества. Магнетики. Виды магнетиков. Ферромагнетики и их свойства. Петля гистерезиса.
- •27)Закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах.
- •28)Электромагнитная индукция. Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея). Правило Ленца.
- •29)Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и размыкании электрической цепи.
- •30)Явление взаимной индукции. Коэффициент взаимной индукции. Трансформаторы.
- •31)Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
- •32)Уравнения Максвелла и их физический смысл.
7) Энергия электростатического поля. Плотность энергии электростатического поля.
Энергия электростатического поля.Используем выражение (4) которое выражает энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, и спользуя выражением для емкости плоского конденсатора (C=ε0εS/d) и разности потенциалов между его обкладками. Тогда . (7)
где V= Sd — объем конденсатора. Формула говорит о том, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, — напряженность Е.
Объемная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объема).
Выражение справедливо только для изотропного диэлектрика, для которого выполняется соотношение: . Формулы (4) и (7) соответственно выражают энергию конденсатора через заряд на его обкладках и через напряженность поля. Возникает вопрос о локализации электростатической энергии и что является ее носителем — заряды или поле? Ответ на этот вопрос может дать только опыт. Электростатика занимается изучением постоянных во времени поля неподвижных зарядов, т. е. в ней поля и попродившие их заряды неотделимы друг от друга. Поэтому электростатика ответить на данный вопрос не может. Дальнейшее развитие теории и эксперимента показало, что переменные во времени электрические и магнитные поля могут существовать отдельно, независимо от возбудивших их зарядов, и распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн, которые способны переносить энергию. Это убедительно подтверждает основное положение теории близкодействия о том, что энергия локализована в поле и что носителем энергии является поле.
8) Электрический ток. Виды токов. Характеристики электрического тока. Условия возникновения и существования тока.
Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки.
Электрический ток широко используется в энергетике для передачи энергии на расстоянии.
Различают переменный и постоянный токи.
Постоянный ток—ток, направление и величина которого слабо меняется во времени.
Переменный ток — это ток, направление и величина которого меняется во времени. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону. Время, за которое происходит один такой цикл (время, включающее изменение тока в обе стороны), называется периодом переменного тока. Количество периодов, совершаемое током за единицу времени, носит название частота. Частота измеряется в герцах, один герц соответствует одному периоду в секунду.
Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника, этот эффект называется скин-эффектом.
Для возникновения и поддержания тока в какой-либо среде необходимо выполнение двух условий:
* наличие в среде свободных электрических зарядов
* создание в среде электрического пол
Для существования электрического тока в замкнутой цепи необходимо включение в нее источника тока.
основные характеристики
1. Сила тока - I, единица измерения - 1 А (Ампер).
Силой тока называется величина, равная заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени.I = Dq/Dt .
Формула справедлива для постоянного тока, при котором сила тока и его направление не изменяются со временем. Если сила тока и его направление изменяются со временем, то такой ток называется переменным.
Для переменного тока:I = lim Dq/Dt ,Dt - 0
т.е. I = q', где q' - производная от заряда по времени.
2. Плотность тока - j, единица измерения - 1 А/м2.
Плотностью тока называется величина, равная силе тока, протекающего через единичное поперечное сечение проводника:j = I/S .
3. Электродвижущая сила источника тока - э.д.с. ( e ), единица измерения - 1 В (Вольт). Э.д.с.- физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними силами при перемещении по электрической цепи единичного положительного заряда:e = Аст./q .