Проводники в электростатическом поле

Содержание

Слайд 2

У концов проводника собираются заряды противоположного знака Это индуцированные заряды. Процесс

У концов проводника собираются заряды противоположного знака

Это индуцированные заряды. Процесс их

возникновения называется электростатической индукцией

Проводники в электрическом поле

Вещества, у которых под действием электрического поля преобладающим является процесс неограниченного движения зарядов, называются проводниками.

Слайд 3

Проводники в электрическом поле

Проводники в электрическом поле

Слайд 4

Проводник эквипотенциален. Если внутри проводника имеется полость, то поле внутри полости

Проводник эквипотенциален.

Если внутри проводника имеется полость, то поле внутри полости

отсутствует. Эффект электростатической защиты.

Вблизи поверхности проводника:

Проводники в электрическом поле

Слайд 5

Электроемкость уединенного проводника. Если проводнику сообщить дополнительный заряд, то он распределяется

Электроемкость уединенного проводника.

Если проводнику сообщить дополнительный заряд, то он распределяется по

его поверхности подобно предыдущему заряду.

Это справедливо, если проводник уединен, (окружающие тела не влияют на распределение зарядов).

Потенциал уединенного проводника пропорционален заряду

Электрическая емкость уединенного проводника - мера его способности накапливать электрический заряд.

Проводники в электрическом поле

Единица электроемкости – фарад. В СИ: 1 фарад - емкость проводника потенциал которого изменяется на 1 вольт при сообщении проводнику заряда в 1 Кулон.

Слайд 6

Конденсаторы. Конденсаторы - устройства, имеющие большую, не зависящую от окружающих тел

Конденсаторы.

Конденсаторы - устройства, имеющие большую, не зависящую от окружающих тел электроемкость.

Конденсаторы

– это два проводника, расположенных близко друг к другу. Проводники называют обкладками.

Проводники в электрическом поле

Емкость такого конденсатора:

Слайд 7

Конденсаторы. Проводники в электрическом поле

Конденсаторы.

Проводники в электрическом поле

Слайд 8

Энергия электрического поля Потенциальная энергия пробного заряда, помещенного в электрическое поле

Энергия электрического поля

Потенциальная энергия пробного заряда, помещенного в электрическое поле

заряда q:

Рассмотрим энергию взаимодействия системы точечных зарядов, непрерывно распределенных зарядов, заряженных проводников.

Энергия взаимодействия электрических зарядов - энергия, за счет которой совершается работа при взаимных перемещениях заряженных частиц.

Эта энергия количественно равна работе, которую совершают силы взаимодействия при разнесении всех частиц системы на бесконечные расстояния друг от друга.

Слайд 9

Рассмотрим систему заряженных частиц состоящую из двух частиц. Выражение для энергии

Рассмотрим систему заряженных частиц состоящую из двух частиц.

Выражение для энергии

взаимодействия многих частиц:

Энергия взаимодействия системы зарядов называется электрической энергией этой системы.

Энергия электрического поля

Слайд 10

Энергия взаимодействия системы точечных зарядов Потенциал электрического поля - это отношение

Энергия взаимодействия системы точечных зарядов

Потенциал электрического поля - это отношение

потенциальной энергии заряда в электрическом поле к величине заряда:

для энергии взаимодействия системы точечных зарядов:

Энергия электрического поля

Слайд 11

Энергия заряженного конденсатора Энергия электрического поля Параметры конденсатора: Применим формулу для энергии взаимодействия системы зарядов: Результат:

Энергия заряженного конденсатора

Энергия электрического поля

Параметры конденсатора:

Применим формулу для энергии

взаимодействия системы зарядов:

Результат:

Слайд 12

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Если через некоторую поверхность переносится заряд, то через эту

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Если через некоторую поверхность переносится заряд, то через эту поверхность

протекает электрический ток.

Ток проводимости - ток, образованный направленным движением свободных зарядов под действием электрического поля.

Сила тока - заряд, переносимый через поверхность в единицу времени.

Сила тока в проводнике измеряется зарядом, который переносится в единицу времени через поперечное сечение проводника. Скалярная величина. Направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов. В СИ ток измеряется в Амперах.

Если за время dt через поверхность переносится заряд dq, то сила тока равна:

Слайд 13

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Если вектор плотности тока известен в каждой точке пространства,

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Если вектор плотности тока известен в каждой точке пространства, можно

найти силу тока через любую поверхность S:
Слайд 14

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС) Электростатическое поле не может поддержать в проводнике постоянный

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС)

Электростатическое поле не может поддержать в проводнике постоянный электрический

ток.

Необходимо создать условия для кругооборота зарядов. Должна быть совершена работа против сил электрического поля.

Такая работа может совершаться только за счет сил, имеющих не электростатическую природу.

Силы, поддерживающие постоянный электрический ток, называются сторонними электродвижущими силами (ЭДС).

Слайд 15

Источник сторонних сил в цепи тока необходим, как, к примеру, насос

Источник сторонних сил в цепи тока необходим, как, к примеру, насос

для создания постоянной циркуляции жидкости в гидравлической системе.

От А до В вода движется против силы тяжести, под действием сторонних сил, создаваемых насосом.

От точки Б до точки А вода движется под действием силы тяжести.

Роль насоса в электрической цепи играет источник сторонних сил.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС)

Слайд 16

Природа сторонних ЭДС: механическая, химическая, электромагнитная и т.д. Устройства для получения

Природа сторонних ЭДС: механическая, химическая, электромагнитная и т.д.

Устройства для получения

сторонних ЭДС – это источники ЭДС.

Способность источников вызывать электрический ток определяется электродвижущей силой.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС)

Слайд 17

Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении

Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении

единичного положительного заряда - падение напряжения U на участке цепи.

Участок цепи, на котором на носители заряда не действуют сторонние силы - однородный.
Участок цепи, на котором на носители заряда действуют сторонние силы - неоднородный.

Т.е. напряжение совпадает с разностью потенциалов на концах участка.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС)

Слайд 18

ЗАКОН ОМА. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ. Экспериментально установлен закон: Сила тока, текущего по

ЗАКОН ОМА. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

Экспериментально установлен закон:

Сила тока, текущего по однородному металлическому

проводнику, пропорциональна падению напряжения на проводнике.
Слайд 19

Закон Ома в дифференциальной форме: Сверхпроводимость материалов: у большой группы металлов

Закон Ома в дифференциальной форме:

Сверхпроводимость материалов: у большой группы металлов

и сплавов при температурах, близких к нулю , удельное сопротивление скачком обращается в нуль.

ЗАКОН ОМА. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

Слайд 20

Падение напряжения на участке цепи Можем записать закон Ома для неоднородного

Падение напряжения на участке цепи

Можем записать закон Ома для неоднородного участка

цепи в виде:

ЗАКОН ОМА. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.