- •26. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона.
- •27. Силовая характеристика поля – вектор напряжённости. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции полей.
- •Принцип суперпозиции полей.
- •28. Энергетическая характеристика поля – потенциал. Потенциал поля точечного заряда. Принцип суперпозиции полей.
- •29. Работа сил поля при перемещении точечного заряда. Теорема о циркуляции вектора напряжённости.
- •30. Связь напряжённости и потенциала. Слп и ипп, их свойства.
- •31. Поток вектора напряжённости. Теорема Гаусса.
- •32. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряжённой бесконечной плоскости.
- •33. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряженного бесконечного цилиндра.
- •34. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряженной сферы.
- •35. Проводники в электростатическом поле. Электроёмкость. Конденсаторы.
- •Конденсаторы.
- •36. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Поляризованность.
- •37. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
- •38. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред.
- •39. Энергия системы зарядов.
- •43. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Напряжение.
- •Сторонние силы, действующие со стороны источника тока на заряды.
- •44. Закон Ома. Сопротивление проводников.
- •45. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.
- •46. Классическая теория электропроводности Друде – Лоренца. Недостатки и границы применимости теории. Основные положения теории. Экспериментальные подтверждения положений теории.
- •Закон Ома и Джоуля – ленца на основе классической теории электропроводности металлов.
- •Недостатки и границы применимости теории.
43. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Напряжение.
Рассмотрим участок цепи, на котором осуществляется перемещение зарядов под действием электрических сил от + к -, через некоторое время произойдёт выравнивание потенциалов и перемещение зарядов (ток) прекратится. Для поддержания тока необходим источник, обеспечивающий разделение зарядов за счёт сторонних сил (не электрического происхождения).
Сторонние силы, действующие со стороны источника тока на заряды.
Природа сторонних сил:
гальванические элементы – силы химической природы.
Электри́ческое напряже́ние между точками A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы эффективного электрического поля (включающего сторонние поля[1]), совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда:
,
где работа равна сумме работ электрического поля и сторонних сил (то есть сил неэлектростатического происхождения, например, магнитных сил):
.
При этом считается, что перенос пробного заряда не изменяет распределения зарядов на источниках поля (по определению пробного заряда). Напряжение в общем случае формируется из двух вкладов: работы электрических сил и работы сторонних сил. В случае, когда на участке цепи не действуют сторонние силы (в этом случае ), работа по перемещению заряда складывается только из работы потенциального электрического поля , которая не зависит от пути, по которому перемещается заряд. В этом случае электрическое напряжение между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними (поскольку ). В общем случае напряжение между двумя точками отличается от разницы потенциалов в этих точках[2] на работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда (эту работу называют электродвижущей силой на данном участке цепи, ):
Определение электрического напряжения можно записать в другой форме (для этого нужно представить работу как интеграл вдоль траектории L, идущей из точки A в точку B):
— интеграл от проекции эффективной напряжённости поля (включающего сторонние поля) на касательную к траектории L, направление которой в каждой точке траектории совпадает с направлением вектора в данной точке. В электростатическом поле, когда сторонних сил нет, значение этого интеграла не зависит от пути интегрирования и совпадает с разностью потенциалов.
Понятие ввел Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома: .
Единицей измерения напряжения в Международной системе единиц (СИ) является вольт (русское обозначение: В; международное: V).
44. Закон Ома. Сопротивление проводников.
Закон Ома для однородного участка цепи (не действуют сторонние силы):
Закон Ома в дифференциальной (локальной) форме:
Для элементарного цилиндрического объёма проводящей среды в окрестности некоторой точки:
Закон Ома для неоднородного участка цепи (действуют сторонние силы):
Закон Ома для замкнутой цепи:
Сопротивление проводников (R) – это величина, характеризующая свойство проводников противодействовать прохождению электрического тока. R зависит от размера, формы и материала проводника. Для однородного линейного (цилиндрического) проводника.
Сопротивление проводников также зависит от температуры: