Электрическая ёмкость

Техническая физика II
L. 1
05.09.2010
Учебный план
•
•
•
•
•
•
Лекции-4
Лаб.-8
Упр.-4
Зачёт/Контр.раб.-3 и тест по теории
E- 3,5 АР
Допуск к экзамену 1) выполненные
контрольные работы, минимум на
уровень 1 каждая; 2) зачтённые
практические работы.
Самостоятельная работа
• Проработать некоторый лекционный
материал самостоятельно и
подготовиться к экзамену.
• Суммарная оценка выставляется по
формуле:
• Н = 0,10xЛаб.р. + 0,10xТест + 0,30x
К.Р.+0,5xE
Контроль знаний
• Экзамен состоит из 2 письменных
частей – из проблемной задачи и
теории. Части соотносятся как весовые
коэффициенты (соответственно 0,3 и
0,2)
Основные учебники
•
•
Saveljev. Физика. Общий курс II, III.
Tallinn, Valgus, 1998
Sivuhhin D.V., Общий курс физики. Оптика, Moskva, 1980. (Полный курс.
Основной. В конце каждой части
приведены интересные задачи
(проблемы-). Используется система
измерений si.
Вопросы к лекции
• Напряжённость электрического поля
• Электрическая индукция
• Электрическая ёмкость
Техника безопасности
Сопротивление тела человека
SG
 I  0,050,1 A
 U  0,05 R I V
R
OSTS
Y
RI
Электростатика
Напряжённость электрического
поля
• В природе встречаются два вида
электрических зарядов. Одни из них
положительные, другие отрицательные.
Абсолютное значение элементарного
заряда .
• Ядро атома состоит из протонов и
нейтронов. У последних заряд
отсутствует, они нейтральные.
Напряжённость электрического
поля
• Количество протонов и электронов.
Атом в целом нейтрален
• Материал состоит из атомов, поэтому
тоже нейтрален.
Если потереть между собой два тела
(стекло о кожу) могут электроны
переходить от одного тела к другому.
(Эбонит о шерстяной материал ). Метод
электростатической индукции
Тело, из которого электроны
высвобождаются заряжается
положительно; у других возникает избыток
электроновони заряжаются отрицательно.
Так мы тела электризуем
Каждый электрический заряд окружён
электрическим полем. Силовой
электрической характеристикой является
напряжённость

 F N
E  
q0 C
Напряжённость электрического
поля
• Электрическое поле графически
изображается силовыми линиями. Это
линия, касательная к которой в каждой
точке совпадает с вектором
напряжённости электрического поля.
• В каждой точке только один вектор
напряжённости электрического поля
Напряжённость электрического
поля
• Силовые линии не пересекаются.
Силовые линии начинаются в заряде и
заканчиваются в заряде или
продолжаются до бесконечности, или
выходят из бесконечности.
• Плотность силовых линий
пропорциональна величине
напряжённости электрического поля в
данном месте.
Напряжённость электрического
поля
Точечный заряд: это заряженное
тело, размерами которого можно
пренебречь. Заряженное тело,
которое вызывает в окресности
электрическое поле, аналогичное
точечному заряду. Элементарный
заряд. Носителем является
электрон (отрицательный) и протон
(положительный). Знак условный
q=1,610-19 C SI-s
q=4,8  10-10 CGSE-s
1 CGSEq=1/3  10-9C
Закон сохранения электрического заряда.
В замкнутой системе все процессы проходят
так, что алгебраическая сумма всех зарядов
есть величина постоянная:
Закон Кулона. Точечные заряды
взаимодействуют друг с другом с силой,
которая пропорциональна зарядам и
обратно пропорциональна квадрату
расстояния между ними. Известно, что
сила векторная величина и действует
следующее соотношение
Формулы представлены в системе
измерения SI.
n

q

q

1
2
qi const F
r
3
i1
4
0r
(1)
(2)
Уравнение (2) on
заряд в Кулонах,
r расстояние в метрах,
относительная
диэлектрическая проницаемость
среды
10
F



12

8
,
85
10
o 2


m
4

c


7
Диэлектрическая проницаемость в
вакууме или электрическая постоянная,
где c скорость света в вакууме.
4
Коэффициент пропорциональности.
0  a
Абсолютная диэлектрическая
проницаемость
F
q1q2
40r
2
(3)
Модуль силы (3)
Пробный заряд, положительный
Данное уравнение применяется
для любого сферически симметричного поля
Принцип суперпозиции: Электрическое
поле, созданное системой точечных
зарядов, определяется векторной суммой
напряжённостей отдельных
электрических полей.
Известно, что уравнение действует
Поле, вызванное электрическим зарядом
не зависит от того, двигается заряд
или покоится.
Пространственная
плотность заряда
Напряжённость при
пространственном
распределении заряда
Напряжённость бесконечно протяжённой
плоскости не зависит от расстояния. Это
гомогенное электрическое поле. Каждую
реальную поверхность, кривую можно
рассматривать как источник гомогенного
поля, если наблюдаемая точка
находится на большом удалении от
поверхности
Учитывая, что вектор
электрического
смещения привязан к
полю заряда в
вакууме можно
сказать, что вектор
электрического
смещения описывает
также поле зарядов в
веществе.
Электрическая ёмкость
Ёмкость
Единичного
проводника
Опытным
путём:
Однако q/ не зависит от формы тела.
Это электрическая ёмкость тела