- •3. Напряжённость электрического по́ля, силовые линии электрического поля.
- •4. Поток вектора напряженности электрического поля и его физический смысл.
- •5. Принцип суперпозиции электрических полей:
- •6. Электрический диполь. Напряженность электрического поля на оси диполя.
- •7. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в вакууме:
- •8. Применение теоремы Остроградского-Гаусса для расчета электрического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости.
- •9. Применение теоремы Остроградского-Гаусса для расчета электрического поля равномерно заряженной бесконечной сферической поверхности.
- •10. Применение теоремы Остроградского-Гаусса для расчета электрического поля равномерно заряженного шара.
- •11. Работа сил электростатического поля.
- •12. Теорема о циркуляции напряженности электрического поля.
- •14. Связь напряженности и потенциала электрического поля.
- •15. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков.
- •16. Вектор электрического смещения. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в диэлектрике.
- •17. Диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая восприимчивость. Поляризованность. Условия на границе раздела диэлектриков.
- •18. Проводники в электрическом поле. Явление электростатической индукции. Электростатическая защита.
- •Электростатическая индукция в проводниках
- •Электростатическая индукция в диэлектриках
- •19. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.
- •20. Электроемкость плоского конденсатора.
- •21. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов, вывод емкости.
- •22. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного конденсатора.
- •23. Энергия заряженного уединенного проводника.
- •24. Энергия электростатического поля.
- •25. Электрический ток, сила и плотность тока.
- •26. Закон Ома для однородного участка цепи:
- •27. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.
- •28. Закон Ома в дифференциальной форме.
- •29. Температурная зависимость сопротивления проводников.
- •30. Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной форме.
- •31. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
- •32. Кпд источника тока. Полезная и полная мощьность.
- •34. Класическая электронная теория электропроводимости металов и ее обоснование.
- •37. Термоэлектронная эмиссия. Ток в вакууме. Вторичная электронная эмиссия.
- •40. Магнитное поле движущегося снаряда.
- •42. Применение закона Био-Савара-Лапласа для вычисления магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с токомю
- •48. Эффект Холла. Его применение.
- •53. Вывод закона фарадея и закона сохранения энергии.
- •56. Вихревые токи (токи Фуко). Их применение.
- •58. Взаимная индукция. Вычисление индуктивности тока трансформатора.
- •60. Вихревые токи.
- •63. Диа и парамагнетизм
19. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.
Электрическая ёмкость — характеристика проводника, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Ёмкость определяется как отношение величины заряда проводника к потенциалу проводника. Ёмкость обозначается как C.
где Q — заряд, φ - потенциал.
В системе СИ ёмкость измеряется в фарадах.
Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.
20. Электроемкость плоского конденсатора.
Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой: , где ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (эта формула справедлива, лишь когда много меньше линейных размеров пластин).
При параллельном соединении: C = C1 + C2 + ... + Cn;
При последовательном соединении: .
21. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов, вывод емкости.
Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею,
,.
При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна
, .
22. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного конденсатора.
Энергия системы неподвижных точечных зарядов:
, где i – потенциал, создаваемый в той точке, где находится заряд Qi, всеми зарядами, кроме i-го.
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.
, где С - емкость конденсатора, q - заряд конденсатора, U - напряжение на обкладках конденсатора.
23. Энергия заряженного уединенного проводника.
Если уединенный проводник имеет заряд q, то вокруг него существует электрическое поле, потенциал которого на поверхности проводника равен , а емкость - С. Увеличим заряд на величину dq. При переносе заряда dq из бесконечности должна быть совершена работа равная. Но потенциал электростатического поля данного проводника в бесконечности равен нулю. Тогда
При переносе заряда dq с проводника в бесконечность такую же работу совершают силы электростатического поля. Следовательно, при увеличении заряда проводника на величину dq возрастает потенциальная энергия поля, т.е.
Проинтегрировав данное выражение, найдем потенциальную энергию электростатического поля заряженного проводника при увеличении его заряда от нуля до q:
Применяя соотношение , можно получить следующие выражения для потенциальной энергии W:
(16.2) |
Для заряженного конденсатора разность потенциалов (напряжение) равна поэтому соотношение для полной энергии его электростатического поля имеют вид