Связь между потенциалом и напряженностью электрического поля.

 Потенциал является важной характеристикой электрического поля, он определяет всевозможные энергетические характеристики процессов, проходящих в электрическом поле. Кроме того, расчет потенциала поля проще расчета напряженности, хотя бы потому, что является скалярной (а не векторной) величиной. Безусловно, что потенциал и напряженность поля связаны меду собой, сейчас мы установим эту связь.  Пусть в произвольном электростатическом поле точечный заряд q совершил малое перемещение Δr из точки 1 в точку 2 (рис. 259).

рис. 259

 Пренебрегая изменением напряженности поля E на этом участке, работу, совершенную полем можно записать в виде

 По определению эта величина равна разности потенциалов, взятой с противоположным знаком, деленной на величину заряда, поэтому

38)энергия энергичического поля. Потонциал. Потонциал поля точечного заряда

Эне́ргия электромагни́тного по́ля — энергия, заключенная в электромагнитном поле.^{[источник не указан 452 дня]} Сюда же относятся частные случаи чистогоэлектрического и чистого магнитного поля.

Понятие работы  электрического поля  по перемещению заряда  вводится в полном соответствии с определением механической работы:

где  — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение).

Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов , в таком случае формулу для работы следует переписать следующим образом:

где  — сила тока.

Потенциал (от лат. potentia - сила) , в широком смысле - средства, запасы, источники, имеющиеся в наличии и могущие быть мобилизованы, приведены в действие, использованы для достижения определённой цели, осуществления плана, решения какой-либо задачи; возможности отдельные лица, общества, государства в определённой области: экономический П. (см. Экономический потенциал) , производственный П. О применении термина "П. " в математике, физике, технике, биологии и химии см. Запаздывающий потенциал, Потенциал, Потенциал действия, Потенциал повреждения, Химический потенциал, Потенциалы электромагнитного поля и др.  Потенциал, математ. и физ. , выражение в высшей математике, имеющее важное применение при изучении электрических и магнитных явлений, обозначающее напряжение электричества и магнетизма на поверхности проводников и служащее для измерения тока ("разность потенциалов"). ПОТЕНЦИА'Л, а, м. [от латин. potentia - сила, возможность] . 1. Физическое понятие, характеризующее величину потенциальной энергии в определенной точке пространства (физ. , тех.) . П. силы притяжения. Разность потенциалов. 2. перен. Совокупность средств, условий, необходимых для ведения, поддержания, сохранения чего-н. (нов. полит.) . П. войны (рессурсы для ведения войны) . Нет теперь более актуальной и благородной задачи как для больших, так и для небольших стран, чем посильное содействие организации, укреплению и неприкосновенности всего потенциала мира.

Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду:      - энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной. За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.
- следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).
Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность. В СИ потенциал измеряется в вольтах:
Разность потенциалов

39)постоянный ток. ЭДС. Законы ома в интегральной и дифференцальной формах

Постоя́нный ток, (англ. direct current) — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.

На рисунке справа красным цветом изображён график постоянного тока. По горизонтальной оси отложен масштаб времени , а по вертикальной — масштаб тока  или электрического напряжения . Как видно, график постоянного тока представляет собой прямую линию, параллельную горизонтальной оси (оси времени).

Величина постоянного тока  и электрического напряжения  для любого момента времени сохраняется неизменной.

При постоянном токе через каждое поперечное сечение проводника в единицу времени протекает одинаковое количество электричества (электрических зарядов).

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых силнеэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура^[1].

По аналогии с напряжённостью электрического поля вводят понятие напряжённость сторонних сил , под которой понимают векторную физическую величину, равную отношению сторонней силы, действующей на пробный электрический заряд, к величине этого заряда. Тогда в замкнутом контуре  ЭДС будет равна:

где  — элемент контура.

Закон Ома в интегральной форме Закон Ома для участка электрической цепи имеет вид: U = RI где: U — напряжение или разность потенциалов, I — сила тока, R — сопротивление. Закон Ома также применяется ко всей цепи, но в несколько изменённой форме: I=E/(R+r), где: e — ЭДС цепи, I — сила тока в цепи, R — сопротивление всех элементов цепи, r — внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома в дифференциальной форме Сопротивление R зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника. Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем: j=σ*E где j- вектор плотности тока, σ — удельная проводимость, E — вектор напряжённости электрического поля. Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1). Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред

40.Закон ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА ЗАКОН - количество теплоты Q, выделяющейся в единицу времени на участке электрич. цепи с сопротивлением R при протекании по нему пост. токаI, равно Q=RI²

41. Работа и мощность тока. При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δt по цепи протекает заряд Δq = I Δt. Электрическое поле на выделенном учестке совершает работу 

ΔA = (φ₁ – φ₂) Δq = Δφ₁₂ I Δt = U I Δt,

Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена: 

КПД источника тока.

- формула расчета КПД источника тока.	U - напряжение на данном участке цепи
	η - коэффициент полезного действия
	ε - ЭДС источника тока

42. Магнитное поле. Закон Био-Саварра-Лапласа .Закон Био Савара Лапласа — Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками токов.

 

Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля^[2].

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами другихчастиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).