16. Электростатическое поле внутри и снаружи проводника:

Поместим металлический проводник во внешнее электростатическое поле или сообщим ему какой-либо заряд. В обоих случаях на все заряды проводника будет действовать электрическое поле, в результате чего все электроны проводимости сместятся против поля. Перемещение электронов (эл. Ток) будет продолжатся до тех пор, пока напряженность Е(вектор) во всех точках внутри проводника не обратится в нуль (Е = 0). Таким образом : в статическом случае электрическое поле внутри проводника отсутствует.

Плотность некомпенсированных (избыточных) зарядов ρ внутри проводника также всюду равны нулю (ρ=0).

Отсутствие поля внутри проводника означает, что потенциал проводника будет одинаков во всех его точках.

Таким образом, любой проводник в электростатическом поле представляет собой эквипотенциальную область и его поверхность является эквипотенциальной.

16. Электрическая емкость конденсаторов.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад. Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположена на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой:

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

16. Соединение конденсаторов.

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею. Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счёт разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна. Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения. Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

16. Энергия заряженного проводника и заряженного конденсатора.

Поверхность заряженного проводника при равновесии зарядов является эквипотенциальной (φi = φ = const). Следовательно, энергия заряженного проводника:

где q - заряд проводника.

Конденсатор представляет собой пару заряженных проводников , поэтому имеем:

q1= -q2= q; Wc = ½ q*U.

а поскольку заряд q=CU, то энергия заряженного конденсатора может быть представлена одной из трех формул:

16. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока.

Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения во времени электрического поля.

Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени. По закону Ома сила тока I на участке цепи прямо пропорциональна напряжению U, приложенному к этому участку цепи, и обратно пропорциональна его сопротивлению R: I=U/R.

Плотность тока — вектор, абсолютная величина которого равна отношению силы тока, протекающего через некоторое сечение проводника, перпендикулярное направлению тока, к площади этого сечения, а направление вектора совпадает с направлением движения положительных зарядов, образующих ток. Согласно закону Ома в дифференциальной форме плотность тока в среде j(вектор) пропорциональна напряжённости электрического поля E(вектор) и проводимости среды σ: j=σ*E.