Лекция №1 электрическое пoлe

1.1. Напряжение. Потенциал. Разность потенциалов

Электромагнитное поле состоит из электрического поля (Е) и магнитного поля (Н) (рис. 1.1).

Заряженные частицы создают электрическое поле. Под действием электрического поля заряды движутся, образуя электрический ток. Электрический ток создает магнитное поле.

Н

Рис. 1.1

апряженность электрического поля(Е) - векторная величина, характеризующая электрическое поле в каждой его точке (рис. 1.1).

Электрическое напряжение между двумя точками(U) равно работе сил поля по перемещению единичного положительного заряда из одной точки поля в другую. Напряжение измеряется в вольтах.

Потенциал( ) – это напряжение между какой-либо точкой электрического поля и землей, потенциал которой условно принят равным нулю.Потенциал изме­ряется в вольтах.

Напряжение между двумя точками электрического поля (например, точкой Аи точкойВ на рис. 1.2) равно разности потенциалов между этими точками:

U_АВ = _А - _В

_З = 0 – потенциал земли

U_АЗ =_А - _З = _А

U_ВЗ =_В - _З = _В

U_АВ =_А - _В

Рис. 1.2

1.2. Электрическая емкость. Конденсаторы

Конденсатор – это система из двух проводников (обкладок), разде­ленных диэлектриком, то есть, материалом, не проводящим электрический ток (рис. 1.2). Условное обозначение конденсатора показано на рисунке 1.3, а – конденсатор постоянной емкости, б – переменной емкости.

Рис. 1.2 Конденсатор Рис. 1.3 Условное обозначение Рис. 1.4 Бумажный конденсатор

конденсаторов на схемах

Конденсаторы обладают свойством накапливать на своих обкладках равные по величине и разные по знаку электрические заряды Q:

Q = CU  

где Q - Заряд каждой из обкладок конденсатора, Кл;

U - напряжение между обкладками, В;

С - емкость конденсатора, Ф (Фарада).

Емкость конденсатора (С) зависит от формы и размеров его обкла­док (S – рис. 1.2), расстояния между ними (d – рис. 1.2) и свойств диэлек­трика, разделяющего обкладки. Конденсаторы бывают бумажные, слюдяные, керамические и др. Бумажные конденсаторы (рис. 1.4) состоят из двух длин­ных лент алюминиевой фольги, изолированных лентами парафинированной бумаги.

1.3. Соединение конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторы соединяются один за другим (например, на рис. 1.5 - C₁ и C₂).

Эквивалентная(общая) емкость последовательно соединен­ных конденсаторов(С) определяется по формуле. Для двух конденсаторов.

Рис. 1.5 Последовательное Рис. 1.6 Параллельное Рис. 1.7 Смешанное

соединение конденсаторов соединение конденсаторов соединение конденсаторов

При параллельном соединении все положительно заряженные пластины конденсаторов присоединяются к одной точке цепи, а отрицательно заряженные – к другой точке (рис. 1.6). Эквивалентная емкость при параллельном соединении конденсаторов определяется по формуле:

С = C₁ + C₂ + C₃ …

Смешанное соединение конденсаторов– это соединение, при котором часть конденсаторов соединены последовательно, а часть – параллельно (рис. 1.7).Эквивалентная емкость последовательно соединенных кон­денсаторов C₁ и C₂: .Эквивалентная емкость параллельно соединенных конденса­торов С₃ и С₄: С₃₄ = С₃ + С₄ . Эквивалентная емкость смешанного соединения .