17.Энергия заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

Энергия заряженного конденсатораравна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.

Процесс зарядки конденсатора можно представить как последовательный перенос достаточно малых порций заряда Δq > 0 с одной обкладки на другую. При этом одна обкладка постепенно заряжается положительным зарядом, а другая – отрицательным. Поскольку каждая порция переносится в условиях, когда на обкладках уже имеется некоторый заряд q, а между ними существует некоторая разность потенциалов , при переносе каждой порции Δq внешние силы должны совершить работу

(С – емкость)

Энергия We конденсатора емкости C, заряженного зарядом Q, может быть найдена путем интегрирования этого выражения в пределах от 0 до Q:

Энергия заряженного плоского конденсатора Eк равна работе A, которая была затрачена при его зарядке, или совершается при его разрядке.

=Eк

Поскольку напряжение на конденсаторе может быть рассчитано из соотношения:

U=E*d,

где E- напряженность поля между обкладками конденсатора,d- расстояние между пластинами конденсатора, то энергия заряженного конденсатора равна:

где V- объем пространства между обкладками конденсатора.

Энергия заряженного конденсатора сосредоточена в его электрическом поле.

Объемная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объема)

18. Электрический ток. Сила и плотность тока.

Ток — направленное движение электрически заряженных частиц. Величина тока измеряется так называемой силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах.

Токбывает постоянный и переменный. Постоянный ток — это ток, имеющий постоянную величину. Переменный ток периодически изменяет направление своего движения по синусоиде с определенной частотой, измеряемой в герцах (Гц). Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника

Материал, в котором течёт ток, называется проводником

Сила тока в проводнике — скалярная величина, численно равная заряду, протекающему в единицу времени через сечение проводника. Обозначается буквой :I

I=q/t

Плотность тока — векторная величина, имеющая смысл силы тока, протекающего через единицу площади. Например, при равномерном распределении плотности jтока по сечениюSпроводника |j|=I/S

19.Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

Сторонние силы -силы неэлектрической природы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока.

Сторонними считаются все силы отличные от кулоновских сил.

Электродвижущая сила

(эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил (Eex). В замкнутом контуре (L) тогда ЭДС будет равна:

где dl — элемент длины контура.

Напряжение (разность потенциалов) между точками A и B — это отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда.

Ф1-Ф2=U12

При этом считается, что перенос пробного заряда не изменяет распределения зарядов на источниках поля.

Альтернативное определение (для электростатического поля) —

(интеграл от проекции поля на траекторию между точками AиBвдоль любой траектории, идущей изAвB)

Единицей измерения напряжения в системе СИ является Вольт.