Вопрос 90. (Энергия заряженных проводников)

Э нергия заряженного проводника ,полная энергия системы заряженных проводников (13) Для конденсатора (14)

П окажем, что формула (14) выражает энергию электрического поля. Подставляя в (14) выражение для емкости плоского конденсатора (8) и учитывая, что U = Ed, находим

Вопрос 91. (Электрическая энергия электростатического поля)

Вопрос 92. (Энергия поляризованного диэлектрика)

где V - объем, занятый электрическим полем. Объемная плотность энергии Дж/м (16) Из (16) следует, что объемная плотность энергии электрического поля в вакууме ( =1) . (17) С учетом этого объемная плотность энергии поляризованного диэлектрика =, (18) где - поляризованностьдиэлектрика, χ - его диэлектрическая восприимчивость;w - характеризует энергию, которая была затрачена при поляризации диэлектрика.

Вопрос 90 (Энергия заряженных проводников)

Рассмотрим уединенный проводник, заряд, емкость и потенциал которого соответственно равны Q, C, (фи). Увеличим заряд этого проводника на dQ. для этого необходимо перенести заряд dQ из бесконечности на уединенный проводник, затратив работу, равную Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до (фи), необходимо совершить работу Энергия заряженного проводника равна работе, которую необходимо совершить, чтобы зарядить этот проводник: Эта формула может быть получена из того, что поверхность проводника эквипотенциальная (фи=const). тогда из найдем где Q=(сумма)Qi – заряд проводника.

Вопрос 91 (Электрическая энергия электростатического поля)

Подставив в ; , получим (V=Sd – объем конденсатора). Энергия конденсатора выражается через E – характеристику электрического поля. Объемная плотность энергии. Энергия единицы объема . Формулы (1) и (2) связывают энергию конденсатора с зарядом на его обкладках и с напряженностью поля. Где локализована энергия поля и что является ее носителем – заряды или поле? На основе современных представлений доказано о локализации энергии в поле и носитель энергии –поле.

Вопрос 94. (Электрический ток и его характеристики)

Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. Различают два вида электрических токов – токи проводимости и конвекционные токи.Током проводимости называют упорядоченное движение в веществе или вакууме свободных заряженных частиц – электронов проводимости (в металлах), положительных и отрицательных ионов (в электролитах), электронов и положительных ионов (в газах), электронов проводимости и дырок (в полупроводниках), пучков электронов (в вакууме). Этот ток обусловлен тем, что в проводнике под действием приложенного электрического поля напряженностью происходит перемещение свободных электрических зарядов. Конвекционным электрическим током называют ток, обусловленный перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела. Для возникновения и поддержания электрического тока проводимости необходимы следующие условия: 1) наличие свободных носителей тока (свободных зарядов); 2) наличие электрического поля, создающего упорядоченное движение свободных зарядов; 3) на свободные заряды, помимо кулоновских сил, должны действовать сторонние силы неэлектрической природы; эти силы создаются различными источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами, электрическими генераторами и др.); 4) цепь электрического тока должна быть замкнутой. За направление электрического тока условно принимают направление движения положительных зарядов, образующих этот ток. Количественной мерой электрического тока является сила тока I - скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение S проводника в единицу времени: [A]Ток, сила и направление которого не изменяются с течением времени, называется постоянным.Электрический ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным. Плотностью тока (А/м2) называют векторную физическую величину, совпадающую с направлением тока в рассматриваемой точке и численно равную отношению силы тока dI, проходящего через элементарную поверхность, перпендикулярной направлению тока, к площади этой поверхности:I=jS. торонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов. Физическая величина, определяемая работой сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) источника: (В)