- •Разность потенциалов
- •20. Электростатическая теорема Гаусса при наличии диэлектриков. Напряженность электростатического поля внутри диэлектрика.
- •29. Закон сохранения заряда. Два аспекта закона сохранения заряда. Дифференциальная формулировка закона.
- •30. Закон Ома. Дифференциальная форма закона Ома. Электрическое поле внутри проводника с током и вблизи его поверхности.
- •31. Сторонние силы. Природа эдс. Закон Ома для замкнутой цепи и неоднородного участка цепи
- •32. Закон Джоуля-Ленца. Дифференциальная формулировка закона
- •33. Классическая теория электропроводности. Вывод закона Ома и закона Джоуля-Ленца с помощью классической теории электропроводности.
- •34. Опыты Толмена и Стюарта. Электроны как носители тока в металлах. Эффект Холла
- •36 Эффект Пельтье и эффект Томсона.
- •37 Электропроводность газов. Самостоятельный и несамостоятельный разряды. Типы газовых разрядов и их особенности.
- •38 Электрический ток в вакууме. Явление термоэлектронной эмиссии. Зависимость плотности тока насыщения от температуры. Работа выхода электрона и уровень Ферми
- •39 Закон трех–вторых. Распределение электрического потенциала между электродами.
- •40 Стационарное магнитное поле. Сила Лоренца и сила Ампера.
- •45 Вихревой характер магнитного поля. Векторный потенциал
- •57.Закон электромагнитной индукции Фарадея. Направление индукционного тока, правило Ленца. Принцип действия генератора переменного тока.
- •58.Дифференциальная формулировка закона электромагнитной индукции. Вихревой характер индукционного электрического поля.
- •59.Явление самоиндукции. Индуктивность контура. Электрическая цепь, обладающая активным сопротивлением и индуктивностью.
- •60.Электрическая цепь, обладающая активным сопротивлением и емкостью. Токи зарядки и разрядки конденсатора.
- •61.Электрическая цепь, обладающая активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью при гармоническом изменении внешней эдс. Импеданс. Сдвиг фаз между током и напряжением. Резонанс напряжений.
- •62.Мощность переменного тока. Эффективное значение силы тока и напряжения. Коэффициент мощности.
- •63.Спин электрона. Гиромагнитные эффекты.
- •64.Ток смещения. Порождение магнитного поля переменным электрическим полем. Электромагнитные волны.
- •65.Система уравнений Максвелла и их физический смысл.
- •66.Объёмная плотность энергии электромагнитного поля. Вектор Умова – Пойнтинга.
- •67.Законы электролиза Фарадея.
- •68.Сравнительная характеристика проводимости металлов, диэлектриков и полупроводников. Зонная теория. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Явление сверхпроводимости.
- •69.Скин-эффект.
- •70.Принцип действия трансформатора.
20. Электростатическая теорема Гаусса при наличии диэлектриков. Напряженность электростатического поля внутри диэлектрика.
Пусть заряд +q окружен оболочкой из твердого диэлектрика. На рис. 1.37 показаны схематически несколько молекул диэлектрика. Они стремятся ориентироваться по полю этого заряда. Диэлектрик поляризуется, на внешней его поверхности возникает связанный заряд +q¢связ , на внутренней -q¢связ. Допустим, мы хотим найти напряженность поля в диэлектрике с помощью теоремы Гаусса. Выбираем гауссову поверхность в виде сферы. Она будет охватывать не только заряд +q, но и отрицательные связанные заряды, как бы «отсекая» часть молекулы. Теорема Гаусса для вектора напряженности при наличии диэлектрика запишется в виде: q¢связ - отрицательный связанный заряд, охватываемый гауссовой поверхностью. Найти связанный заряд q¢связ можно только в самых простых случаях. Поэтому эта формула оказывается малополезной для нахождения поля в диэлектрике. Но можно записать теорему Гаусса для вектора электрической индукции . Подставим (1.62) и (1.67) в (1.68), получим выражение для теоремы Гаусса в виде: Поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности сторонних электрических зарядов.Таким образом, для определения напряженности поля при наличии диэлектрика следует использовать теорему Гаусса для электрической индукции D, а затем найти напряженность по формуле D = eeoE, тем самым мы избавляемся от необходимости нахождения связанных зарядов.Для непрерывного распределения стороннего заряда в пространстве с объемной плотностью r = dq/dV
21. Граничные условия для вектора электрической индукции. Емкость конденсатора, заполненного диэлектриком.
Примерами конденсаторов с другой конфигурацией обкладок могут служить сферический и цилиндрический конденсаторы. Сферический конденсатор – это система из двух концентрических проводящих сфер радиусов R1 иR2. Цилиндрический конденсатор – система из двух соосных проводящих цилиндров радиусов R1 и R2 и длины L. Емкости этих конденсаторов, заполненных диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, выражаются формулами:
|
23. Сегнетоэлектрики — твёрдые диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован за счёт приложения внешнего электрического поля. Наличие явления гистерезиса по отношению к электрическому дипольному моменту дало второе название данных веществ — ферроэлектрики (по аналогии с ферромагнетиками).Типичный представитель сегнетоэлектриков — сегнетова соль, двойная соль винной кислоты KNaC4H4O6·4Н2О; именно её название лежит в основе термина «сегнетоэлектрик». Более простыми сегнетоэлектриками являются некоторые перовскиты, например, титанат бария BaTiO3 и титанат свинца PbTiO3. 24 Пьезоэлектрики — диэлектрики, в которых наблюдается пьезоэффект, то есть те, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект). Широко используются в современной технике: датчики давления, пьезоэлектрические детонаторы, источники звука огромной мощности, миниатюрные трансформаторы, кварцевые резонаторы для высокостабильных генераторов частоты, конденсаторы и др.
ρ= . + ; div =
=-div – теорема Гаусса в диф. Форме.
div = - => = div( + )
= + – вектор электрической индукции.
div = – з-н Кулона в диф. Форме для вуктора электрич. Индукции.
– начинается на положит. заряде и заканчивается на отр.
25) Энергия электростатического поля - это энергия системы неподвижных точечных зарядов, энергия уединенного заряженного проводника и энергия заряженного конденсатора.
Если имеется система двух заряженных проводников (конденсатор), то полная энергия системы равна сумме собственных потенциальных энергий проводников и энергии их взаимодействия:
Объёмная плотность-Это физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии поля, заключенной в элементе объема, к этому объему. Для однородного поля объемная плотность энергии равна . Для плоского конденсатора, объем которого Sd, где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами, имеем
26) Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.
28. Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, вэлектролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, вполупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).
Электрический ток широко используется в энергетике для передачи энергии на расстоянии.
Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.
Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы тока, протекающего через единицу площади. Например, при равномерном распределении плотности тока и всюду ортогональности ее плоскости сечения, через которое вычисляется или измеряется ток, величина вектора плотности тока:
где I - сила тока через поперечное сечение проводника площадью S