Проводники в электростатическом поле. Электроемкость. Энергия

Сентябрь 13, 2022

Главная
Физика
Проводники в электростатическом поле. Электроемкость. Энергия

Содержание

2. . План лекции
3. Проводник во внешнем электростатическом поле Типичными проводники - металлы (количество свободных носителей заряда – электронов проводимости
4. Индуцированные заряды располагаются на поверхности проводника. Они исчезают после удаления проводника из электростатического поля. Так можно
5. Вывод: внутри проводника объемная плотность свободного заряда ρ равна нулю, а сам заряд располагается на его
6. 2. Поле заряженного проводника Вблизи поверхности проводника за его пределами напряженность направлена перпендикулярно поверхности. Вблизи выступов
7. 3. Электрическая емкость - электрическая емкость проводника С уединенного проводника зависит от его формы, размеров и
8. 1. Два металлических шара радиусом r=2см и R=6см соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщили
9. 2. Две проводящие вложенные сферы радиусами r = 0,05 м и R = имеют общий центр
10. 3. Две концентрические сферы имеют радиусы 8 и 10 см. Внешняя сфера заряжена, а внутренняя –
11. Примеры вычисления электроемкости 1. Электроемкости уединенного сферического проводника 2. Электроемкости плоского конденсатора S S 3. Электроемкости
12. 4. Электроемкости цилиндрического конденсатора
13. 4. Энергия электростатического поля Уединенного проводника Конденсатора Объемная плотность энергии Вычисление энергии в случае неоднородного поля
14. 4. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом R=10см каждая. Расстояние между ними d=1см.
15. 5. Два плоских воздушных одинаковых конденсатора соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику с ЭДС
17. Скачать презентацию

Слайд 2

.
План лекции

Слайд 3

Проводник во внешнем
электростатическом поле
Типичными проводники - металлы (количество

свободных носителей заряда – электронов проводимости – составляет примерно 1022 см-3)

Перераспределение зарядов в проводнике под действием внешнего электростатического поля называется явлением электростатической индукции.

Индуцированные
заряды

В состоянии равновесия:

Слайд 4

Индуцированные заряды располагаются на поверхности проводника. Они исчезают после удаления проводника

из электростатического поля.

Так можно получить два заряженных тела, с одинаковыми по величине, но противоположными по знаку зарядами.

Принцип электростатической защиты (экранирование)

Слайд 5

Вывод: внутри проводника объемная плотность свободного заряда ρ равна нулю, а

сам заряд располагается на его поверхности.

Во всех точках внутри проводника напряженность равна нулю. Согласно теореме Гаусса

Поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью и весь объем проводника представляет собой эквипотенциальную область

Слайд 6

2. Поле заряженного проводника
Вблизи поверхности проводника за его пределами напряженность направлена

перпендикулярно поверхности. Вблизи выступов на поверхности проводника градиент потенциала, величина напряженности и поверхностная плотность заряда возрастают, в вблизи впадин уменьшаются.

В состоянии равновесия:

Слайд 7

3. Электрическая емкость
- электрическая емкость проводника
С уединенного проводника зависит от его

формы, размеров
и диэлектрических свойств среды, в которой находится проводник, а также
электрических свойств, расположения, форм и размеров окружающих тел.

Практический интерес представляет система проводников,
электростатическое поле которых полностью сосредоточено
в объеме, занимаемом этой системой → конденсатор!

U – разность потенциалов двух обкладок (для конденсатора ~ напряжению)

- заряд на одной из обкладок конденсатора

Слайд 8

1. Два металлических шара радиусом r=2см и R=6см соединены проводником, емкостью

которого можно пренебречь. Шарам сообщили заряд Q=1нКл. Найти поверхностную плотность заряда, установившуюся на шарах.

Слайд 9

2. Две проводящие вложенные сферы радиусами r = 0,05 м и

R = имеют общий центр
(см. рисунок). Внешняя сфера заземлена, а внутренней сообщили заряд q = 6⋅108 Кл.
Потенциал внутренней сферы равен (3,6 кВ)

Слайд 10

3. Две концентрические сферы имеют радиусы 8 и 10 см. Внешняя

сфера заряжена, а внутренняя – электрически нейтральна. Внутреннюю сферу заземляют с помощью тонкой проволоки, проходящей через маленькое отверстие во внешней сфере. Во сколько раз при этом уменьшится потенциал внешней сферы? (4)

Слайд 11

Примеры вычисления электроемкости
1. Электроемкости уединенного сферического проводника
2. Электроемкости плоского конденсатора
S
S
3. Электроемкости

сферического конденсатора

Слайд 12

4. Электроемкости цилиндрического конденсатора

Слайд 13

4. Энергия электростатического поля
Уединенного проводника
Конденсатора
Объемная плотность энергии
Вычисление энергии в случае неоднородного

поля

Слайд 14

4. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом R=10см

каждая. Расстояние между ними d=1см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов Δϕ=1200В и отключили от источника напряжения. Какую работу А надо совершить, чтобы раздвинуть пластины до расстояния b=3,5 см между ними?

Слайд 15

5. Два плоских воздушных одинаковых конденсатора соединены последовательно в батарею, которая

подключена к источнику с ЭДС 12 В. определить напряжение на конденсаторах U1 и U2, если отключив батарею от источника, один из конденсаторов погрузить в масло. Диэлектрическая проницаемость масла равна 5.

Проводники в электростатическом поле. Электроемкость. Энергия

Содержание

. План лекции

Проводник во внешнем электростатическом поле Типичными проводники - металлы (количество