Проводники. Конденсаторы. Энергия электрического поля

Август 12, 2022

Главная
Физика
Проводники. Конденсаторы. Энергия электрического поля

Содержание

2. Проводники и диэлектрики Диэлектрик – вещество, где нет свободных электрических зарядов, способных перемещаться под действием приложенного
3. Характеристики диэлектриков Вектор поляризованности – дипольный момент единицы объема поляризованного вещества В изотропном диэлектрике P =
4. Теоремы Гаусса для векторов в диэлектриках σ = (P,n) n ds P S, V ∫(P,dS) =
5. Связанные заряды на границе двух диэлектриков Условия на границе двух диэлектриков σ = (P,n)
6. Кристаллические (анизотропные) диэлектрики Кристаллическая решетка алмаза
7. Кристаллические диэлектрики Пьезоэлектрики – кристаллические диэлектрики, в которых при сжатии и растяжении в определённых направлениях возникает
8. Кристаллические диэлектрики Зависимость поляризованности от напряжённости электрического поля в сегнетоэлектрике. Зависимость спонтанной поляризации от температуры. Tk
9. Проводники в электрическом поле
10. Проводник в электрическом поле Проводник – это вещество хорошо проводящее электрический ток. В проводнике есть свободные
11. Проводник в электрическом поле Свободные заряды в проводнике перераспределяются так, что внутри проводника напряженность поля равна
12. Проводник в электрическом поле Граничные условия
13. Проводник в электрическом поле
14. Поле заряженного проводника
15. Наведенные заряды в проводнике Принцип зеркала. Пусть у проводящей поверхности располагается какой-то внешний заряд. Свободные заряды
16. Наведенные заряды в проводнике Пример: Заряд q находится на расстоянии а от проводящей плоской поверхности. Найти
17. Электроемкость проводника. Конденсаторы.
18. Электроёмкость проводника Электроёмкостью уединённого проводника называется коэффициент пропорциональности между зарядом и потенциалом проводника Ёмкость проводника зависит
19. Ёмкость шара Электроёмкость проводника
20. Конденсаторы Электрическая ёмкость конденсатора Электрическим конденсатором называют совокупность двух проводников, заряженных одинаковыми по модулю и противоположными
21. Конденсаторы Плоский конденсатор Цилиндрический конденсатор Сферический конденсатор
22. Конденсаторы Ёмкость конденсатора зависит от формы и размеров обкладок, расстояния между ними и вида диэлектрика, заполняющего
23. Ёмкость плоского конденсатора Конденсаторы
24. Ёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов Конденсаторы
25. . Энергия заряженного проводника и плотность энергии электрического поля
26. Энергия электрического поля Электрическая энергия заряженного проводника
27. Энергия электрического поля Электрическая энергия заряженного конденсатора
28. Энергия электрического поля Плотность энергии электрического поля W = CU2/2 = (εε0S/d)(E2d2/2) = εε0SdE2/2 => w
29. Энергия электрического поля Плотность энергии электрического поля. Пример. w = εε0E2/2 w [Дж/м3] – плотность энергии
30. Спасибо за внимание! Курс общей физики НИЯУ МИФИ Следующая лекция 13 октября
31. Примеры решения задач Пример 1. Два проводящих шарика заряжены зарядами q1 и q2. Найти заряды, образующиеся
32. Примеры решения задач
33. Примеры решения задач
34. Примеры решения задач Пример 3. Используя понятие плотности электрической энергии выведите формулу для энергии заряженного плоского
35. Примеры решения задач 1).
36. 2). Примеры решения задач
37. Спасибо за внимание! Курс общей физики НИЯУ МИФИ Следующая лекция 13 октября
38. Энергия электрического поля Плотность энергии электрического поля
40. Скачать презентацию

Слайд 2

Проводники и диэлектрики
Диэлектрик – вещество, где нет свободных электрических зарядов, способных

перемещаться под действием приложенного электрического поля (= проводить электрический ток).
Проводник – вещество, где способные перемещаться заряды есть и электрический ток (упорядоченное направленное движение электрических зарядов) существовать может .

Слайд 3

Характеристики диэлектриков
Вектор поляризованности – дипольный момент
единицы объема поляризованного вещества
В изотропном

диэлектрике P = ε0ξE

ξ = ε - 1 – диэлектрическая восприимчивость

ε = 1 + ξ – диэлектрическая проницаемость

Вектор электрической индукции в однородном диэлектрике

D = ε0 E + P = ε0εE

Слайд 4

Теоремы Гаусса для векторов в диэлектриках
σ = (P,n)
n
ds
P
S,

∫(P,dS) = q’

divP = - ρ’
divD = ρ
ε0 divE = ρ + ρ’

ρ, q– сторонний заряд (не принадлежит
молекулам диэлектрика)
ρ’, q’ = связанный заряд (принадлежит
молекулам диэлектрика)

∫(E,dS) = q + q’

Слайд 5

Связанные заряды на границе двух диэлектриков
Условия на границе двух диэлектриков
σ =

(P,n)

Слайд 6

Кристаллические (анизотропные) диэлектрики
Кристаллическая решетка алмаза

Слайд 7

Кристаллические диэлектрики
Пьезоэлектрики – кристаллические диэлектрики, в которых при сжатии и растяжении

в определённых направлениях возникает электрическая поляризация в отсутствие электрического поля (прямой пьезоэффект)

Пироэлектрики – кристаллические диэлектрики, обладающие спонтанной поляризацией ( в отсутствие электрического поля), которая изменяется при изменении температуры.

Сегнетоэлектрики – кристаллические диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур спонтанной поляризацией, которая существенно изменяется при внешних воздействиях.

Слайд 8

Кристаллические диэлектрики
Зависимость поляризованности от напряжённости электрического поля в сегнетоэлектрике.
Зависимость спонтанной поляризации

от температуры.
Tk – температура Кюри

Слайд 9

Проводники в электрическом поле

Слайд 10

Проводник в электрическом поле
Проводник – это вещество хорошо проводящее электрический ток.
В

проводнике есть свободные электрические заряды.

Слайд 11

Проводник в электрическом поле
Свободные заряды в проводнике перераспределяются так, что внутри

проводника напряженность поля равна 0, а не поверхности – перпендикулярна таковой.

Слайд 12

Проводник в электрическом поле
Граничные условия

Слайд 13

Проводник в электрическом поле

Слайд 14

Поле заряженного проводника

Слайд 15

Наведенные заряды в проводнике
Принцип зеркала.
Пусть у проводящей поверхности располагается какой-то внешний

заряд. Свободные заряды проводника распределятся по поверхности так, чтобы создать поле, эквивалентное тому, что создал бы заряд противоположного знака, помещенный в точку, где находилось бы зеркальное изображение внешнего заряда.. .

Слайд 16

Наведенные заряды в проводнике
Пример: Заряд q находится на расстоянии а от

проводящей плоской поверхности. Найти плотность поверхностного заряда на расстоянии r от точки проекции заряда q на плоскость. Найти потенциал этой плоскости.

En(r) = 2(kq/(r2+a2))(a/(r2+a2)1/2) =
= 2kqa/(r2+a2)3/2 = >
σ = -εqa/2π(r2+a2)3/2
φ = 0

Слайд 17

Электроемкость проводника. Конденсаторы.

Слайд 18

Электроёмкость проводника
Электроёмкостью уединённого проводника называется коэффициент пропорциональности между зарядом и потенциалом

проводника

Ёмкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит ни от заряда, ни от потенциала проводника.

Слайд 19

Ёмкость шара
Электроёмкость проводника

Слайд 20

Конденсаторы
Электрическая ёмкость конденсатора
Электрическим конденсатором называют совокупность двух проводников, заряженных одинаковыми по

модулю и противоположными по знаку зарядами.

Электрической ёмкостью конденсатора называют коэффициент пропорциональности между зарядом обкладок и напряжением на конденсаторе.

Слайд 21

Конденсаторы
Плоский конденсатор
Цилиндрический конденсатор
Сферический конденсатор

Слайд 22

Конденсаторы
Ёмкость конденсатора зависит от формы и размеров обкладок, расстояния между ними

и вида диэлектрика, заполняющего пространство между обкладками.

Ёмкость конденсатора не зависит ни от заряда, ни от напряжения на конденсаторе.

Линии напряжённости реального конденсатора

Слайд 23

Ёмкость плоского конденсатора
Конденсаторы

Слайд 24

Ёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов
Конденсаторы

Слайд 25

.
Энергия заряженного проводника и плотность энергии электрического поля

Слайд 26

Энергия электрического поля
Электрическая энергия заряженного проводника

Слайд 27

Энергия электрического поля
Электрическая энергия заряженного конденсатора

Слайд 28

Энергия электрического поля
Плотность энергии электрического поля
W = CU2/2 = (εε0S/d)(E2d2/2) =

εε0SdE2/2 => w = W/Sd = εε0E2/2

w = εε0E2/2 = ED /2
В изотропной среде D = εε0 E
В анизотропной среде Dj = ε0 εijEi

w [Дж/м3] – плотность энергии электрического поля :

Слайд 29

Энергия электрического поля
Плотность энергии электрического поля. Пример.
w = εε0E2/2
w [Дж/м3]

– плотность энергии электрического поля :

Найдем энергию поля, создаваемого в вакууме точечным зарядом q
W = ∫ w 4π r2dr = 2πε0 ∫(q/4πε0r2)2r2dr =>
= (q2/8πε0) ∫r-2dr = q2/8πε0rq
Если r-q ->0, w -> ∞ , что нехорошо…
Версия (для электрона): re= e2/8πε0mec2 ~ 10-15м
… оказалась тоже не очень продуктивной…

Слайд 30

Спасибо за внимание!
Курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующая лекция
13 октября

Слайд 31

Примеры решения задач
Пример 1. Два проводящих шарика заряжены зарядами q1 и

q2. Найти заряды, образующиеся на шариках, после из соединения проволокой с нулевой ёмкостью. Радиусы шариков, r1 и r2, намного меньше расстояния между ними.

Слайд 32

Примеры решения задач

Слайд 33

Примеры решения задач

Слайд 34

Примеры решения задач
Пример 3. Используя понятие плотности электрической энергии выведите формулу

для энергии заряженного плоского конденсатора.

Слайд 35

Примеры решения задач
1).

Слайд 36

2).
Примеры решения задач

Слайд 37

Спасибо за внимание!
Курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующая лекция
13 октября

Слайд 38

Проводники. Конденсаторы. Энергия электрического поля

Содержание

Проводники и диэлектрикиДиэлектрик – вещество, где нет свободных электрических зарядов, способных

Характеристики диэлектриковВектор поляризованности – дипольный момент единицы объема поляризованного веществаВ изотропном

Теоремы Гаусса для векторов в диэлектрикахσ = (P,n) nds PS,

Связанные заряды на границе двух диэлектриковУсловия на границе двух диэлектриковσ =

Кристаллические (анизотропные) диэлектрикиКристаллическая решетка алмаза

Кристаллические диэлектрикиПьезоэлектрики – кристаллические диэлектрики, в которых при сжатии и растяжении

Кристаллические диэлектрикиЗависимость поляризованности от напряжённости электрического поля в сегнетоэлектрике.Зависимость спонтанной поляризации

Проводники в электрическом поле

Проводник в электрическом полеПроводник – это вещество хорошо проводящее электрический ток.В

Проводник в электрическом полеСвободные заряды в проводнике перераспределяются так, что внутри

Проводник в электрическом полеГраничные условия

Проводник в электрическом поле

Поле заряженного проводника

Наведенные заряды в проводникеПринцип зеркала.Пусть у проводящей поверхности располагается какой-то внешний

Наведенные заряды в проводникеПример: Заряд q находится на расстоянии а от

Электроемкость проводника. Конденсаторы.

Электроёмкость проводникаЭлектроёмкостью уединённого проводника называется коэффициент пропорциональности между зарядом и потенциалом

Ёмкость шараЭлектроёмкость проводника

КонденсаторыЭлектрическая ёмкость конденсатораЭлектрическим конденсатором называют совокупность двух проводников, заряженных одинаковыми по

КонденсаторыПлоский конденсаторЦилиндрический конденсаторСферический конденсатор

КонденсаторыЁмкость конденсатора зависит от формы и размеров обкладок, расстояния между ними

Ёмкость плоского конденсатораКонденсаторы

Ёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторовКонденсаторы

.Энергия заряженного проводника и плотность энергии электрического поля

Энергия электрического поляЭлектрическая энергия заряженного проводника

Энергия электрического поляЭлектрическая энергия заряженного конденсатора

Энергия электрического поляПлотность энергии электрического поляW = CU2/2 = (εε0S/d)(E2d2/2) =

Энергия электрического поляПлотность энергии электрического поля. Пример.w = εε0E2/2 w [Дж/м3]

Спасибо за внимание!Курс общей физики НИЯУ МИФИСледующая лекция13 октября

Примеры решения задачПример 1. Два проводящих шарика заряжены зарядами q1 и

Примеры решения задач

Примеры решения задач

Примеры решения задачПример 3. Используя понятие плотности электрической энергии выведите формулу

Примеры решения задач1).

2).Примеры решения задач

Спасибо за внимание!Курс общей физики НИЯУ МИФИСледующая лекция13 октября

Энергия электрического поляПлотность энергии электрического поля

Похожие презентации

Проводники и диэлектрики
Диэлектрик – вещество, где нет свободных электрических зарядов, способных

Характеристики диэлектриков
Вектор поляризованности – дипольный момент
единицы объема поляризованного вещества
В изотропном

Теоремы Гаусса для векторов в диэлектриках
σ = (P,n)
n
ds
P
S,

Связанные заряды на границе двух диэлектриков
Условия на границе двух диэлектриков
σ =

Кристаллические (анизотропные) диэлектрики
Кристаллическая решетка алмаза

Кристаллические диэлектрики
Пьезоэлектрики – кристаллические диэлектрики, в которых при сжатии и растяжении

Кристаллические диэлектрики
Зависимость поляризованности от напряжённости электрического поля в сегнетоэлектрике.
Зависимость спонтанной поляризации

Проводник в электрическом поле
Проводник – это вещество хорошо проводящее электрический ток.
В

Проводник в электрическом поле
Свободные заряды в проводнике перераспределяются так, что внутри

Проводник в электрическом поле
Граничные условия

Наведенные заряды в проводнике
Принцип зеркала.
Пусть у проводящей поверхности располагается какой-то внешний

Наведенные заряды в проводнике
Пример: Заряд q находится на расстоянии а от

Электроёмкость проводника
Электроёмкостью уединённого проводника называется коэффициент пропорциональности между зарядом и потенциалом

Ёмкость шара
Электроёмкость проводника

Конденсаторы
Электрическая ёмкость конденсатора
Электрическим конденсатором называют совокупность двух проводников, заряженных одинаковыми по

Конденсаторы
Плоский конденсатор
Цилиндрический конденсатор
Сферический конденсатор

Конденсаторы
Ёмкость конденсатора зависит от формы и размеров обкладок, расстояния между ними

Ёмкость плоского конденсатора
Конденсаторы

Ёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов
Конденсаторы

.
Энергия заряженного проводника и плотность энергии электрического поля

Энергия электрического поля
Электрическая энергия заряженного проводника

Энергия электрического поля
Электрическая энергия заряженного конденсатора

Энергия электрического поля
Плотность энергии электрического поля
W = CU2/2 = (εε0S/d)(E2d2/2) =

Энергия электрического поля
Плотность энергии электрического поля. Пример.
w = εε0E2/2
w [Дж/м3]

Спасибо за внимание!
Курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующая лекция
13 октября

Примеры решения задач
Пример 1. Два проводящих шарика заряжены зарядами q1 и

Примеры решения задач
Пример 3. Используя понятие плотности электрической энергии выведите формулу

Примеры решения задач
1).

2).
Примеры решения задач

Спасибо за внимание!
Курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующая лекция
13 октября

Энергия электрического поля
Плотность энергии электрического поля