205 ЭП в проводниках.ppt
- Количество слайдов: 21
Проводник – тело (среда), в которой возникает движение зарядов (электрический ток), если напряженность в какой-либо точке внутри отлична от нуля.
Носители заряда: в металлах – электроны, в газах – ионы и электроны Уединенным – называют проводник, который удален от других проводников и зарядов. Для такого проводника можно записать: 1) в состоянии равновесия поле во 2) всех точках проводника равно нулю 02
внутренний объем остается электронейтральным, но на поверхности появляются индуцированные заряды Эти заряды компенсируют внешнее поле в объеме проводника. 03
Внутренний объем проводника можно удалить, тогда такой проводник будет экранировать поле всех внешних зарядов. 2) объем проводника и его поверхность имеют одинаковый потенциал. Потенциал проводника – потенциал эл. поля на его поверхности. 04
3) Избыточный заряд распределяется по поверхности проводника Толщина слоя мала и сравнима с межатомным расстоянием. Плотность заряда велика там, где мал радиус кривизны поверхности (т. е. на углах и остриях). 05
Действительно, рассмотрим малый элемент поверхности: И будем приближать его сферой (Q, R): Поскольку φ = const на поверхности проводника, то плотность заряда велика там, где велика кривизна поверхности. 06
§§ ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ уединенного проводника Потенциал заряженного шара: 07
Для проводника любой формы: Введем коэффициент C такой, что [C] = 1 Ф (Фарад) С – электроемкость уединенного пр-ка. Например, для шара: 1 мк. Ф = 1 μF = 10– 6 Ф (микрофарад) 1 н. Ф = 1 n. F = 10– 9 Ф (нанофарад) 1 п. Ф = 1 p. F = 10– 12 Ф (пикофарад) 08
Емкость проводника зависит от: 1) размеров 2) формы 3) электрических свойств среды не зависит от: 1) 2) 3) 4) заряда потенциала агрегатного состояния проводника наличия полостей внутри пр-ка. 09
§§ Конденсаторы Потенциал в т. А уменьшится, а, значит, емкость увеличится. Оказывается выгодным располагать рядом с заряженным телом другие проводники на возможно меньшем расстоянии. 10
Рассмотрим сферический конденсатор: Разность потенциалов между обкладками: Для любого конденсатора: C – электроемкость конденсатора. 10
Для сферического конденсатора: Для плоского: получаем: 12
§§ Энергия поля q – заряд одной обкладки, Δφ – разность потенциалов Вычислим работу по переносу заряда Δq с одной обкладки на другую: 13
эта работа по величине равна энергии поля между пластинами конденсатора, которая выделяется при разряде (исчезновении поля) во внешней цепи. Объемная плотность энергии 14
или В общем случае полная энергия может быть вычислена как 15
Для уединенного проводника: Энергия взаимодействия системы неподвижных точечных зарядов: φi – потенциал поля всех зарядов (исключая Qi) в месте расположения заряда Qi. 16
§§ Соединения конденсаторов а) параллельное соединение Разность потенциалов UAB для всех конденсаторов является общим 17
следовательно, емкость системы конденсаторов при параллельном соединении: 18
б) при последовательном соединении заряды на всех конденсаторах 19
следовательно, емкость батареи при последовательном соединении: 20
Список докладов: 1. Пьезоэффект 2. Пробой диэлектрика. 3. Конденсаторы. 4. Электрический ветер 5. Коронный разряд 6. Молния 7. Аккумулятор 8. Ускорители заряженных частиц 9. Токи Фуко 10. Скин-эффект


