Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Электрическая индукция

При внесении незаряж. проводника в эл. поле носителя заряда приходят в движение: положит. в направл. Е, отриц.-в противоположн. направлении.=> у концов проводников возникают заряды противоположного знака (индукционные заряды)

24. Электроемкость

— скалярная, физическая величина характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. За величину электроемкости система проводников принимают отношение модуля заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним.

Электрической ёмкостью проводника называется отношение заряда проводника к его потенциалу.

При этом потенциал отсчитывается от потенциала бесконечности, который принимается равным нулю.

Проводник называют уединённым, если он находится далеко от других тел, то есть его размеры много меньше расстояний до других тел. Электроёмкость уединённого проводника не зависит от его заряда. Электроёмкость любого проводника не зависит от материала. Она зависит только от формы и размеров проводника. Хотя электроёмкость и определяется через заряд и потенциал, она не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Эта величина постоянна для данного уединённого проводника. Практическая польза электроёмкости состоит в том, что, определив её экспериментально или теоритически, можно при известном заряде проводника вычислить его потенциал и наоборот.

В действительности проводник никогда не является абсолютно уединённым. Окружающие заряженные тела создают собственные электрические поля, а у незаряженных они возникают в поле проводника (поляризация диэлектриков, проводники в электрическом поле). Поэтому электроёмкость зависит от окружающих тел. Во многих случаях проводник всё же можно считать уединённым.

Эти формулы и определение электроёмкости позволяют определить её единицу измерения. В СГСЭ единица электроёмкости совпадает с единицей длины - сантиметр. В СИ единица электроёмкости - фарад (Ф). 1Ф=Кл/В. Ёмкостью в один фарад обладает проводник, потенциал которого увеличивается на один вольт при сообщении заряда один кулон.

Фарад - очень большая единица измерения, поэтому, как правило, исползуются производные единицы: микрофарад, 1 мкФ=10-6Ф, и пикофарад, 1 пФ=10-12Ф. Ёмкость земного шара меньше одной тысячной фарада, она равна 709 мкФ. Ёмкостью в один фарад обладал бы шар с радиусом в 13 раз большим радиуса Солнца.

25. Конденсаторы. (+24.Емкость)

Конденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с определённым или переменным значениемёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

 

Уединенные проводники имеют небольшую емкость. На практике используются специальные устройства, способные накапливать значительные заряды – конденсаторы.

Он состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком.

Поле сосредотачивают внутри конденсатора (две плоские пластины, два цилиндра, две сферы Þ плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы).

При внесении незаряженного проводника во внешнее поле заряды пере распределяются пока поле внутри не станет равным нулю, а линии напряженности, перпендикулярные поверхности проводника, - электростатическая защита. Если прибор хотят защитить от внешнего поля, его окружают проводящим экраном.

 

Энергия конденсатора

 

Заряженный конденсатор обладает энергией, которую можно рассматривать либо как потенциальную энергию взаимодействия зарядов, сосредоточенных на обкладках, либо как энергию создаваемого этими зарядами электрического поля, заключенного между обкладками конденсатора.

При зарядке конденсатора в нем создается электрическое поле, при разрядке это поле исчезает. Затраченная работа пошла на создание поля, а работа, совершаемая при разрядке, происходит за счет исчезновения этого поля. Поэтому всякое поле обладает некоторым запасом потенциальной энергии, которая освобождается при исчезновении поля.

Энергия заряженного конденсатора определяется работой, затраченной на его зарядку (способ зарядки на величину энергии не влияет), т.е. на перенесение заряда с одной обкладки на другую для создания заданной разности потенциалов j1 - j2.

Эту разность называют напряжениемU между обкладками конденсатора:

U = j1 - j2

Среднее значение разности потенциалов в процессе разрядки равно:

-Djср. = U / 2 = q / (2C)

РаботаА, совершаемая электрическим полем при разрядке конденсатора, равна

A = -qDjср = CU2 / 2

Изменение энергии электрического поля равно работе, совершенной при разрядке конденсатора

DW = W – 0 = A = q2 / (2C) = CU2 / 2 = qU / 2 = W

С учетом выражения для емкости плоского конденсатораС=ee0S/dполучим:

 

.

 

Вследствие того, что Sd=V (объем, занятый электрическим полем внутри конденсатора), получаем выражение для плотности энергии электрического поля:

 

 

гдеЕ - напряженность электрического поля.

Плотность энергии - энергия электрического поля, содержащаяся в единице объема. Она пропорциональна квадрату напряженности электрического поля, что справедливо для электрических полей любой конфигурации, а не только для однородных полей, в том случае, если среда, заполняющая пространство, изотропная.

Наличие у электрического поля энергии является доказательством того, что поле является особым видом материи. Впервые понятие плотности энергии электрического поля ввел Дж. Максвелл. Он полагал, что энергия электрического поля рассредоточена по всему объему с плотностью w.

 




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.