1.Елементарні частинки — найпростіші частинки в складі атома. Всі елементарні частинки являються об'єктами виключно малих мас і розмірів. Електромагнітні взаємодії відповідальні за зв'язок атомних електронів з ядрами і зв'язок атомів в молекулах. Загальними характеристиками всіх елементарних частинок являються маса (m), час життя (t) , спін(J), електричний заряд (Q).

Електри́чний заря́д — скалярна фізична величина, квантована та інваріантна, яка є кількісною мірою властивості фізичних тіл або частинок речовини вступати в електромагнітну взаємодію. Електричний заряд звичайно позначають латинськими літерами q або Q. Одиницею вимірювання електричного заряду в системі одиниць СІ є кулон.

Електромагнітне поле-  особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частками. Електромагнітне поле у вакуумі характеризується вектором напруженості електричного поля Е і магнітною індукцією В, які визначають сили, поля, що діють з боку, на нерухомі і рухомі заряджені частки.

2. Закон Кулона —Сила взаємодії заряджених нерухомих тіл (або взаємодія точечных електронних зарядів), розмірами яких можна знехтувати з порівнянням з відстанню між ними, прямо пропорційна значенням їх зарядів та обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

F = k (q1 * q2) / r2

де   — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2;   — величина зарядов;   — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами —  );   — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).

Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.

де   — сила,   — електричний заряд,   — напруженість електричного поля.

В системі СІ вимірюється у В/м, ( Вольт на метр), на практиці здебільшого у В/см.

Вміщуючи пробний заряд у різні точки поля, проводять лінії напруженості. Якщо вони прямі, то вектор   напрямлений уздовж них, а якщо криві — вздовж дотичних до них. Густота ліній напруженості чисельно дорівнює (або пропорційна) значенню напруженості.

Лінії напруженості електростатичного поля (силові лінії) незамкнені: починаються на позитивних зарядах, а закінчуються на негативних; вони неперервні й не перетинаються.

Магнітне поле, яке має в усіх точках однакову за значенням і напря­мом магнітну індукцію, називається однорідним (рівномірним).

3. На всякий заряд, находящийся в электрическом поле, действует сила, и поэтому при движении заряда в поле совершается определенная работа. Эта работа зависит от напряженности поля в разных точках и от перемещения заряда. Но если заряд описывает замкнутую кривую, т. е. возвращается в исходное положение, то совершаемая при этом работа равна нулю, как бы ни было сложно поле и по какой бы прихотливой кривой ни происходило движение заряда.

Електрична напруга (U) на ділянці електричного кола — фізична величина, що визначається роботою, яка виконується сумарним полем електростатичних і сторонніх сил при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола.

Потенціал - скалярна фізична величина, що є енергетичною характеристикою електричного поля і визначає потенціальну енергію заряду qв довільній точці електричного поля.

Потенціал однорідного поля:

Де: q – заряд; потенціальна енергія заряду W_p в однорідному електричному полі, Е - напруженістю електростатичного поля.

Під час переміщення заряду під кутом 90° до силових ліній електричне поле не виконує роботу, оскільки сила перпендикулярна до переміщення, а це означає, що всі точки поверхні, перпендикулярної до силових ліній, мають однаковий потенціал. Поверхні однакового потенціалу називають еквіпотенціальними.

До провідників належать речовини, які добре проводять електричний струм. Характерною особливістю провідників є наявність у них вільних носіїв зарядів: у металах- електронів, в електролітах-іонів. Якщо в провіднику створити електричне поле, то на кожний із носіїв заряду діє сила F=g E, що зумовлює напрямлений рух їх, тобто виникнення електричного струму.

4. Електри́чний струм — впорядкований рух заряджених частинок у просторі. У металах це електрони, напівпровідниках - електрони та дірки, у електролітах - позитивно та негативно заряджені іони, у іонізованих газах — іони та електрони. За напрямок струму вибирають рух позитивно заряджених частинок. Таким чином, напрямок струму в металах протилежний напрямку руху електронів.

Види електричного струму:

1. Струм провідності.

2. Струм зміщення.

Струм провідності - це такий струм, який обумовлений коливаннями електронів та іонів у середовищі.

Струм зміщення - це струм, який обумовлений зсувом електричних зарядів на кордоні «провідник - діелектрик» (наприклад, струм через конденсатор).

Електропровідність — здатність речовини проводити електричний струм.

Електропровідність виникає в електричному полі.

Електропровідність властива усім речовинам, але для того, щоб вона була значною, необхідно, щоб в речовині були вільні заряди. У Міжнародній системі одиниць (СІ) вимірюється в сименсах.

Електри́чний о́пір — властивість провідника створювати перешкоди проходженню електричного струму.

Позначається здебільшого латинською літерою R, одиниця опору в СІ - Ом.

Електричний опір використовується у випадках лінійної залежності електричного струму в провіднику від прикладеноїнапруги, й є коефіцієнтом пропорційності між падінням напруги U й силою струму I

.

Залежність опору від температури.Причиною виникнення опору є розсіювання (зіткнення) носіїв заряду на атомах ґратки. При збільшенні температури, по-перше, збільшується теплова швидкість електронів; по-друге, збільшується амплітуда коливання атомів відносно їхнього рівноважного положення.

Густина струму — визначається, як величина заряду, яка протікає через одиничну площу за одиницю часу.

Густина струму — векторна величина, напрямок якої визначається напрямком потоку заряду. Вона позначається латинською літерою  .У системі СІ сила струму вимірюється в амперах. Відповідно, густина струму вимірюється в A/м².

Закон Ома для ділянки кола: сила струму I прямо пропорційна напрузі U і обернено пропорційна електричному опору R однорідної ділянки кола:

                  

5. Електричний струм у вакуумі.У електронно-променевих трубках, електронних лампах радіоприймачів і багатьох інших приладах електрони рухаються у вакуумі. Відкачуючи газ із посудини, можна досягнути такої концентрації, за якої молекули будуть встигати пролітати від однієї стінки посудини до іншої і при цьому не співударятись між собою. Такий стан у посудині називають вакуумом. 

Електричний струм у газах.За звичайних умов гази майже повністю складаються із нейтральних атомів чи молекул, тому є діелектриками. Для того, щоб газ почав проводити електричний струм, його потрібно забезпечити вільними електричними зарядами. Для цього можна:

1) нагріти газ (З підвищенням температури теплові рухи молекул газу призведуть до втрати електронів молекулами, а отже, й утворення позитивно заряджених іонів. Деякі нейтральні молекули приймуть вільні електрони і стануть негативно зарядженими іонами, крім того, самі вільні електрони зможуть створити струм. Чим вища температура, тим більше вільних електронів.);

2) помістити в газ джерело радіоактивного випромінювання;

3) помістити в газ нагріту металеву нитку, з якої будуть випаровуватись вільні електрони, які і створять струм.

Отже, щоб газ проводив електричний струм, в нього треба помістити іонізатор. Завдяки іонізації в газі утворюються вільні носії електричного заряду - іони та електрони.

Процес проходження електричного струму через газ називають газовим розрядом.

Електричний струм у напівпровідниках.Питомий опір низки елементів (кремнію, германію, селену тощо) та деяких оксидів, сульфідів, телуридів з підвищенням температури не зростає, як у металів, а, навпаки, різко зменшується.Такі речовини називають напівпровідниками. Провідність чистих напівпровідників, що не мають ніяких домішок, називають власною провідністю напівпровідників.

6. К числу основных видов преобразования электрической энергии относятся:

Выпрямление переменного тока — преобразование переменного тока (обычно промышленной частоты) в постоянный ток. Этот вид преобразования получил наибольшее развитие, так как часть потребителей электрической энергии может работать только на постоянном токе (электрохимические и электрометаллургические установки, линии передачи постоянного тока, электролизные ванны, заряжаемые аккумуляторные батареи, радиотехническая аппаратура и т.д.), другие же потребители имеют на постоянном токе лучшие характеристики, чем на переменном токе (регулируемые электродвигатели).

Инвертирование тока — преобразование постоянного тока в переменный. Инвертор применяется в тех случаях, когда источник энергии генерирует постоянный ток (электромашинные генераторы постоянного тока, аккумуляторные батареи и другие химические источники тока, солнечные батареи, магнитогидродинамические генераторы и т.д.), а для потребителей нужна энергия переменного тока.

Преобразование частоты — преобразование переменного тока одной частоты (обычно 50 Гц) в переменный ток другой частоты. Такое преобразование необходимо для питания регулируемых электроприводов переменного тока, установок индукционного нагрева и плавки металлов, ультразвуковых устройств и т. д.

Преобразование числа фаз. В ряде случаев встречается необходимость в преобразовании трехфазного тока в однофазный (например, для питания дуговых электропечей) или, наоборот, однофазного в трехфазный.

\Електрорушійна сила - це кількісна міра  роботи  сторонніх сил  із переміщення заряду, характеристика джерела струму.

Позначається здебільшого літерою  , вимірюється в системі СІ у Вольтах. Зазвичай електрорушійна сила скорочується в текстах до е.р.с.

Електрорушійна сила ділянки кола дорівнює енергії, яку отримує одиничний заряд, пройшовши цю ділянку кола.

Для замкненого кола

,

де   — стороння сила.

Основними характеристиками джерела електроенергії є: електрорушійна сила, потужність і внутрішній опір.

7. Режими електричних кіл. Електри́чне ко́ло  — сукупність сполучених між собою провідниками резисторів,конденсаторів, котушок індуктивності, джерел струму й напруги, перемикачівтощо, через яку

може проходити електричний струм.

Електричне коло може включати в себе як лінійні так і нелінійні елементи. Лінійними елементами електричного кола називають такі, для яких існує пропорційність між падінням напруги та силою струму. До лінійних елементів належать резистори, конденсатори та котушки індуктивності. Для нелінійних елементів залежність між силою струму та падінням напруги, яку називають вольт-амперною характеристикою, — складна функція. До нелінійних елементів належать, наприклад, діоди й транзистори.

КПД источника тока.

Перемещая электрические заряды по замкнутой цепи, источник тока совершает работу. Различают полезную и полную работу источника тока. Полезная работа – это та, которую совершает источник по перемещению зарядов во внешней цепи; полная работа – это работа источника по перемещению зарядов во всей цепи:

 - полезная работа;

 - полная работа.

Соответственно этому, различают полезную и полную мощностьисточника тока.

Джерела ЕРС:

Дія сторонніх сил характеризується важливою фізичною скалярною величиною - електрорушійною силою. Електрорушійна сила в замкненому контурі дорівнює відношенню роботи сторонніх сил під час переміщення заряду вздовж контуру до заряду:

.Як і напругу чи потенціал у СІ ЕРС вимірюють у вольтах: [e] = B.

Джерела електричної енергії перетворюють хімічну, механічну та інші види енергії в електричну.

Електричне коло, в якому протікає більше одного струму зображається складнішою схемою, яка має свої елементи.

Елементи схеми:

Вузол - точка в якій сходяться не менше трьох струмів (точка розгалудження струмів)

Вітка - частина кола між двома суміжними вузлами, по вітці протікає один струм.

Контур - будь-який замкнений шлях, що проходить по кількох вітках.

Незалежний контур - відрізняється від інших (раніше обраних) хоч би однією віткою.

8.  У електротехніці —правила Кірхгофа — два основних закони електричних кіл.

Закони Кірхгофа:

1 закон. I (відноситься до вузла) Сума струмів, які підходять до вузла дорівнює сумі струмів, які виходять з вузла. II Алгебраїчна сума струмів у вузлі дорівнює 0

Застосовується перший закон Кірхгофа при паралельному з'єднанні декількох елементів активних опорів, конденсаторів, котушок індуктивності. 

 2 закон. (відноситься до контуру) Алгебраїчна сума ЕРС, які включені в контур = алгебраїчній сумі падінь напруг на резисторах контуру.

Застосовується другий закон Кірхгофа при послідовному з'єднанні конденсаторів.

9. Послідовне з’єднання провідників. Послідовне з’єднання двох споживачів зображене на малюнку 3. Це можуть бути електроплитки, лампи, обмотки електродвигуна тощо. Сила струму в обох провідниках однакова. Відповідно до закону Ома запишемо:

U1=IR1 і U2=IR2, звідки  .

Таким чином, при послідовному з’єднанні провідників напруга на кожному з них пропорційна його опорові. Цей висновок справедливий для довільного числа з’єднаних послідовно провідників.

Напруга на кінцях ділянки кола, яка складається з двох послідовно з’єднаних провідників з опорами R1 і R2, дорівнює сумі напруг на першому і другому провідниках:

U=U1+U2=IR1+IR2=I(R1+R2).

Позначимо загальний опір ділянки кола, яка складається з двох послідовно з’єднаних провідників, через R. За законом Ома,

U=IR.

Прирівнявши праві частини останніх рівностей, дістанемо:

R=R1+R2.

Звідси можна зробити висновок, що при послідовному з’єднанні провідників їхні опори додаються. Цей висновок також справедливий для довільного числа з’єднаних послідовно провідників.

Для вимірювання сили струму амперметр вмикають у коло послідовно з тим споживачем, силу струму в якому треба виміряти, і через нього проходить весь вимірювальний струм. Але амперметр має певний опір Rа і його вмикання веде до збільшення опору кола, а значить до зменшення сили струму в ньому. Щоб ці зміни сили струму були незначними, амперметр повинен мати дуже малий опір порівняно з опором споживача.

10. Розгалужене електричне коло.

Перший закон Кірхгофа.

Для електричного кола, що складається з послідовно з’єднаних джерела та приймача енергії, співвідношення між силою струму, напругою та опором на якійсь ділянці кола визначається законом Ома. Проте на практиці використовуються переважно такі кола, в яких струм від певного пункту може проходити різними шляхами і в яких, отже, є точки, де сходяться кілька провідників. Ці точки називаються вузлами (вузловими точками), а ділянки кола, що з’єднують два сусідні вузли – відгалуженнями кола. Таке коло називається розгалуженим (рис. 6). В жодній точці замкненого електричного кола не можуть накопичуватися електричні заряди, бо це обумовило б зміну потенціалів в його точках. Тому кількість електричних зарядів, що надходять до якогось вузла за одиницю часу, дорівнює кількості зарядів, що відходять від цього вузла за ту саму одиницю часу.

Якщо у вузлі сходиться кілька провідників з різними напрямками струму, то в лівій частині рівності буде сума сил струмів, що підходять до вузла, а у правій – сума сил струмів, що відходять від нього.

Рис. 6. Розгалужене коло.

Перший закон Кірхгофа: сума сил струмів, що підходять до вузла електричного кола, дорівнює сумі сил струмів, що відходять від цього вузла.

Паралельне з’єднання.  З'єднати паралельно два і більше споживачів, кожен з яких розрахований на напругу джерела, означає підключити кожний до джерела так, як показано на схемах (рис.9 а, б)

Рис. 9. Схеми паралельного з’єднання.

Таке з'єднання і буде паралельним.

З наведених схем неважко зауважити, що усі початки П₁, П₂, П₃ з'єднані в одну (електричну) точку і приєднані до плюса джерела, а всі кінці К₁, К₂, К₃ з'єднані в одну точку і приєднані до мінуса джерела. Ці точки називаються вузловими або вузлами. 

12. Перетворення з’єднання «трикутник» в еквівалентне з’єднання «зірка» і  навпаки. 

У вузлах 1, 2, 3  трикутник з опорами   і зірка  - з’єд-нуються з рештою частини кола, яка  на рисунку не показана. В літературі на основі першого закону Кірхгофа та закону Ома виводяться розрахункові формули для переходу від трикутника до зірки і навпаки. За відомими опорами трикутника   розраховуються опори зірки  :

              

 За відомими опорами зірки  розраховуються опори трикутника 

           

 13. В основе метода лежит принцип суперпозиции (наложения): ток в любой ветви сложной электрической цепи, содержащей несколько ЭДС, может быть найден как алгебраическая сумма токов в этой ветви от действия каждой ЭДС в отдельности.

    Это весьма важное положение, справедливое только для линейных цепей, вытекает из уравнений Кирхгофа и утверждает независимость действия источников энергии. Основанный на нем метод сводит расчет цепи, содержащей несколько ЭДС, к последовательному расчету схем, каждая из которых содержит только один источник.

    Например, токи в схеме на рис. 1.10, а находятся как алгебраические суммы частичных токов, определяемых из схем 1.10, б и в.

Из полученной формулы вытекает правило: ток в одной из двух параллельных ветвей равен произведению общего тока на сопротивление соседней ветви, деленному на сумму сопротивлений параллельных ветвей.

       

14.Метод вузлових і контурних рівнянь: Метод базується на першому за-коні Кірхгофа і законі Ома. Розглянемо коло Рис.27

Кількість рівнянь , що складаються за першим законом Кірхгофа менше на одиницю від кількості вузлів (В-1). Один із вузлів кола можна заземлити, розподіл струмів у колі при цьому не зміниться.

У колі три вузли (В=3). Заземлений вузол 3, тобто вважаєм його потенціал   Задаємось напрямками струмів у вітках, як показано на рисунку.

Записуєм перший закон Кірхгофа для для вузлів 1, 2.

Струми у вітках визначаються за законом Ома:

 

де: - провідності відповідних віток. Підставляєм вирази для струмів у початкові рівняння:

Зводим подібні члени.

Відомі члени рівнянь переносим в праву сторону:

Введем позначення:    

                                                                             - власна провідність першого вузла (сума провідностей, що підходять до першого вузла),

  - власна провідність другого вузла (сума про-відностей, що підходять до другого вузла),

 - взаємна вузлова провідність між першим і другим вузлами.

   - Вузловий струм першого вузла (алгебраїчна сума джерел струмів та добутків ЕРС на провідності віток (струми джерел ЕРС), що підходять до даного вузла),

   - вузловий струм другого вузла.

 15.Розрахунок електричних кіл методом контурних струмів: Дане електричне коло складається з двох джерел напруги та п’яти опорів. Позначимо джерела напруги як Е1 та Е2 відповідно та опори як R1, R2, R3, R4, R5, та визначимо їх величини (згідно з заданими умовами задачи).

Е1=1 V; Е2=-3 V; 1=R2=R3=R4=R5=1 kOm; Для зменшення кількості невідомих у рівняннях струмів (5 невідомих) шукається рішення для умовних контурних струмів, які в сукупності об'єднують всі елементи схеми. У цьому випадку виходить 3 рівняння замість 5.

Аналіз топології схеми.

Позначимо вузли схеми. Схема містить три вузли A, B, C і п'ять гілок. Вузол Cумовно розділений на два вузли C' і C", але електрично це один вузол.

Рис. 1 Схема електричного кола

Позначимо внутрішні контури для контурних струмів (сині лінії), так щоб ці контури включали всі елементи схеми.

Тут виділено три контури: "I"- E1,R1,R2; "II"- R2,R3,R4; "III"- R4,R5,E2.

Позначимо умовні напрямки контурних струмів (сині стрілки) II, III, IIII.

Будемо використовувати напрямки контурних струмів як напрямки обходу контурів для розрахунків спадання напруги Un на елементах і визначення знаків ЕРС.

Позначимо умовні напрямки струмів In у гілках схеми (червоні стрілки).

Виразимо струми гілок In і падіння напруг Un=In·Rn через контурні струми. Будем при цьому враховуємо взаємні напрямки струмів.

I1 = II;	U1 = II·R1;
I2 = II - III;	U2 = (II - III)·R1;
I3 = III;	U3 = III·R3;
I4 = III - IIII;	U4 = (III - IIII)·R4;
I5 = IIII;	U5 = IIII·R5;

Для контурних струмів автоматично виконуються рівняння Кірхгофа для струмів у вузлах схеми. Сума струмів, що втікають у вузол, дорівнює сумі струмів, що витікають із вузла (ліворуч, що втікають струми, що праворуч витікають):

Вузол A	:	I1=I2+I3	;	II = (II - III) + III = II;
Вузол B	:	I3=I4+I5	;	III = (III - IIII) + IIII = III;

Складемо рівняння для падінь напруг Un на резисторах Rn і ЕРС E1, E2. Сума падінь напруг на елементах схеми дорівнює сумі ЕРС уздовж замкнутого контуру. Спад напруги Un=In·Rn будем позначати зі знаком "+", якщо напрямок струму збігається з напрямком обходу, і зі знаком "-", якщо не збігається. Аналогічно зі знаком ЭРС - "+", якщо напрямок ЭРС збігається з напрямком обходу, і "-", якщо не збігається.

Контур "I"	:	E1 = U1 + U2	;	E1 = II·R1 + (II-III)·R2
Контур "II"	:	0 = -U2 + U3 +U4	;	0 = -(II-III)·R2 + III·R3 + (III-IIII)·R4
Контур "III"	:	-E2 = -U4 + U5	;	-E2=-(III-IIII)·R4 + IIII·R5

Перегрупуємо члени рівнянь:

II·(R1+R2) - III·R2 = E1

-II·R2 + III·(R2+R3+R4) - IIII·R4 = 0

-III·R4 + IIII(·R4+R5) = -E2

і поміняємо знаки 2-го й 3-го рівняння:

II·(R1+R2) - III·R2 = E1

II·R2 - III·(R2+R3+R4) + IIII·R4 = 0

III·R4 - IIII(·R4+R5) = E2

Підставимо дані у рівняння і отримаємо :

2II - III =1

II -3 III + IIII =0

III -2 IIII =-3

Виражаємо IIта IIII

II =(1+ III )/2

IIII =(3+ III )/2

Отримаємо 0= (1+ III )/2 -3 III +(3+ III )/2

16. Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.

де   — сила,   — електричний заряд,   — напруженість електричного поля.

В системі СІ вимірюється у В/м, на практиці здебільшого у В/см.

Рівняння Максвелла

Вектор напруженості електричного поля входить в рівняння Максвелла.

Друге рівняння Максвелла

гласить, що джерелом електричного поля може бути змінне магнітне поле.

Теорема Гаусса для напряжённости электрического поля в вакууме

Общая формулировка: Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду.

СГС	СИ

где

 — поток вектора напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность  .

 — полный заряд, содержащийся в объёме, который ограничивает поверхность  .

 — электрическая постоянная.Данное выражение представляет собой теорему Гаусса в интегральной форме.

Замечание: поток вектора напряжённости через поверхность не зависит от распределения заряда (расположения зарядов) внутри поверхности.

17. Поляризація - це процес, що складається в обмеженому зсуві чи орієнтації зв'язаних зарядів у діелектрику при впливі на нього зовнішнього електричного поля. Позитивні заряди зміщуються в напрямку вектора напруженості поля Е, у зворотному напрямку.

Поляризація приводить до утворення в обсязі діелектрика індукованого електричного моменту, рівного векторній сумі дипольних електричних моментів молекул діелектрика m.

Інтенсивність поляризації визначається поляризацією Р, яка вимірюється в Кл/м2. В однорідному полі, коли дипольні електричні моменти всіх п молекул орієнтовані паралельно,

 (10.1)

де m_I —дипольний електричний момент молекули; V=Sh — об'єм діелектрика між обкладками плоского конденсатора. Оскільки в глибині діелектрика позитивні і негативні заряди взаємно компенсуються, некомпенсовані електричні заряди залишаються тільки на поверхні діелектрика. Якщо поверхнева щільність цих зарядів дорівнює s, то величина цього некомпенсованого електричного заряду поверхні дорівнює sS. Тоді величину сумарного електричного моменту всіх п молекул діелектрика обчислимо по формулі

 (10.2)

Підстановка цього вираження в (10.1) дає значення поляризації

 (10.3)

Таким чином, у випадку однорідного поля поляризація діелектрика дорівнює поверхневої щільності його зарядів. Відносна діелектрична проникність являє собою відношення заряду Q конденсатора з даним діелектриком до заряду Q_o вакуумного конденсатора тих же розмірів, тієї ж конфігурації електродів, при тій же напрузі:

 (10.5)

З виразу (10.5) випливає, що відносна діелектрична проникність будь-якої речовини більше одиниці (дорівнює одиниці тільки у вакуумі).

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ — величина, пропорц. вектору электрической индукции. Термин введён Дж. Максвеллом, в совр. физ. лит. не применяется. (см. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ).

Діелектр́ична прон́икність (діелектрична стала) середовища ε — безрозмірна величина, що характеризує ізоляційнівластивості середовища. Вона показує, у скільки разів взаємодія між зарядами в однорідному середовищі менша ніж у вакуумі.

Статична діелектрична проникність

При розгляді незмінних із часом електричних полів вводять поняття статичної діелектричної проникності. Статична діелектрична проникність встановлює зв'язок між вектором електричної індукції   й напруженістю електричного поля  . Загалом напрямки цих векторів не збігаються, тож діелектрична проникність є тензорною величиною.

.

Формула записана в системі СГС.

18. Електрична ємність  — здатність тіла накопичувати електричний заряд.

Ємність визначається, як відношення заряду тіла Q до його потенціалу V.

Здебільшого ємність позначається латинською літерою C. Одиницею вимірювання ємності в системі СІ є Фарад, в СГС —сантиметр.

Ємність конденсатора

У електротехніці потрібні елементи, які накопичували б заряди. Такими елементами є конденсатори. Для підвищення ємності конденсаторів їх виготовляють у вигляді двох близьких металічних поверхонь (обкладок) якомога більшої площі, розділених матеріалом із якомога більшою діелектричною сталою. Ємність плоского конденсатора

,

де S — площа поверхні, d — відстань між обкладками.

Часто використовують не окремі конденсатори, а кілька з’єднаних між собою.

1) Паралельне з’єднання конденсаторів дозволяє одержати великі ємності:

,  ,  . 2) Послідовне з’єднання:

,  ,  .  

З'єднання конденсаторів, зображене на рисунку, називають змішаним.

19. Магні́тна інду́кція — векторна фізична величина, основна характеристика величини і напрямку магнітного поля. Вектор магнітної індукції зазвичай позначають латинською літерою  .

У системі СГС магнітна індукція поля вимірюється в гаусах (Гс), в системі СІ — в теслах (Тл).

Магнітна індукція пов'язана з напруженістю магнітного поля  , що характеризує магнітне поле в середовищі:

,

де  — магнітна проникність.

Магнітна індукція визначає силу, що діє в магнітному полі на рухомий електричний заряд, яка називається силою Лоренца. При відсутності електричного поля ця сила записується^[1]:

,

де   — сила,   — заряд,   — швидкість,   — швидкість світла.

Якщо на заряд діє також електричне поле, то сила Лоренца має вигляд:

,

де   — напруженість електричного поля. Таким чином, для електричного та магнітного полів історично склалася розбіжність у найменуванні основної характеристики, для електричного поля основною характеристикою є напруженість, а для магнітного поля — індукція.

Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часіелектричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою.

Силові лінії магнітного поля.

Графічно магнітне поле зображується за допомогою силових ліній, які мають такі властивості:

·силові лінії є замкнені, а їх напрямок задається напрямком індукції  , який можна визначити пробним контуром,

·у кожній точці силової лінії вектор   лежить на дотичній до силової лінії,

·силові лінії не перетинаються, бо у противному в точці перетину, за наявністю двох дотичних, напрямок   був би не визначеним.

Взаємодія провідників зі струмом. Якщо близько один до іншого розташовані провідники зі струмами одного напрямку, то магнітні лінії цих провідників, що охоплюють обидва провідники, володіючи властивістю поздовжнього натягу і прагнучи скоротитися, будуть змушувати провідники притягуватися.

Магнітні лінії двох провідників зі струмами різних напрямків у просторі між провідниками направлені в один бік. Магнітні лінії, що мають однаковий напрямок, будуть взаємно відштовхуватися. Тому провідники зі струмами протилежного напрямку відштовхуються один від одного.