- Преподавателю
- Физика
- ФИЗИКА. ОК ПО РАЗДЕЛУ эЛЕКТРОДИНАМИКА
ФИЗИКА. ОК ПО РАЗДЕЛУ эЛЕКТРОДИНАМИКА
Раздел | Физика |
Класс | - |
Тип | Конспекты |
Автор | Курдюмова С.Н. |
Дата | 19.07.2014 |
Формат | rar |
Изображения | Есть |
ОК ЗАКОН КУЛОНА
Раздел электродинамики, изучающий неподвижные электрические заряды, называются
электростатикой.
F - сила взаимодействия точечных
неподвижных заряженных тел (Н)
g1. g2 - модули зарядов тел (Кл)
r - расстояние между заряженными телами (м)
Сила электрического взаимодействия между двумя неподвижными заряженными частицами в вакууме прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
1 Кулон - это заряд, проходящий через проводник за 1 с при силе тока 1 А.
ε=Fв вакууме / Fв среде - диэлектрическая проницаемость среды.
ε0= 8,85 ∙ 10-12 Кл2/Нм2 - электрическая постоянная.
e= -1,6∙ 10-19 Кл - заряд электрона
m0 = 9,1∙ 10-31 кг - масса электрона
ОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА. Электрический заряд - физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.
Носителями отрицательных зарядов в атоме являются электроны, носителями положительных зарядов - протоны.
При электризации тел трением происходит перераспределение имеющихся электронов между нейтральными, в первый момент телами.
В данной системе алгебраическая сумма всех частиц остается неизменной:
g1+ g2 + g3 +… + gn = const/
ОК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ
-
Электрическое поле - это вид материи, посредством которого происходит взаимодействие электрических зарядов.
-
Поле неподвижных электрических зарядов называется электростатическим.
Свойства электрического поля:
-
Порождается электрическим зарядом;
-
Обнаруживается по действию на заряд;
-
Действует на заряды с некоторой силой.
Напряженность электрического поля в данной точке численно равна силе, с которой поле действует на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку.
F = qE- сила, действующая на заряд со стороны поля.
Напряженность - силовая характеристика электрического поля.
- напряженность поля, создаваемого точечным
зарядом g0 расстоянии r от него.
ОК ВЕЩЕСТВО В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Диэлектрики
Полярные Неполярные
Поляризация диэлектриков:
Е=Е0 - ЕПОВ
(внутри диэлектрика)
Диэлектрическая проницаемость ε =
среды
зависит от:
-
структуры вещества; б) внешних условий.
F =k ; Е =k; φ =k
закон Кулона напряженность потенциал
ОК ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ.
Электрическая емкость - характеристика проводника, качественная мера его способности удерживать электрический заряд.
1.
Электроемкостью (емкостью С) уединенного проводника называется физическая величина, численно равная заряду (g), который изменяет потенциал (φ) проводника на единицу.
Единица Единицей электроемкости в СИ служит фарад - это электроемкость такого
электроемкости проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему
С=1 Кл/В =1 Ф электрического заряда в 1 Кл.
2. Конденсатор - накопитель электрического заряда.
Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные
слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению
с размерами проводника.
Электроемкостью двух проводников называется физическая величина, численно
равная заряду (g), который нужно перенести с одного проводника на другой,
чтобы изменить на единицу разность потенциалов между ними.
Электроемкость плоского конденсатора.
S - площадь каждой обкладки, м2
d - расстояние между обкладками, м
ε - относительная диэлектрическая проницаемость вещества,
ε0 - электрическая постоянная.
ОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СИЛА ТОКА.
1. Всякое упорядоченное движение носителей зарядов называется электрическим током.
За направление тока в проводнике принимают то направление, в котором под действием поля должны были бы двигаться положительные заряды
Условия, необходимые для существования электрического тока:
-
наличие свободных заряженных частиц;
-
наличие электрического поля, действующего на заряженные частицы с силой F=gE, создающего т поддерживающего их упорядоченное движение.
Действия тока:
-
проводник, по которому течет ток, нагревается;
-
электрический ток может изменить химический состав проводника;
-
ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела;
-
физиологическое действие.
2. Сила тока называется скалярная физическая величина
равная отношению электрического заряда, прошедшего
через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.
Единица измерения:
I= 1 Кл/с = 1 А. 1 Ампер (А) равен силе постоянного тока, при котором через любое
поперечное сечение проводника за 1 с протекает 1 Кл электричества.
I- сила тока, А
n - концентрация частиц, м-3
v - скорость частиц, м/с
S - площадь поперечного сечения проводника, м2
Силу тока в цепи измеряют амперметром.
Амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.
ОК ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ. СОПРОТИВЛЕНИЕ.
1. 1826 г. Георг Ом экспериментально установил
Стока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого
участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
2. ; Единица измерения В/А = Ом
Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при разности потенциалов
1В сила тока в нем 1А .
l- длина проводника, м
S - площадь поперечного сечения проводника, м2
ρ- удельное сопротивление проводника,
;
ОК ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ.
В 1911 году голландский физик Камерлинг - Оннес открыл явление сверхпроводимости.
Ртуть при охлаждении в жидком гелии теряет свое сопротивление при Т=4,1 К
ОК СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ
-
Последовательное соединение. Так называют соединение проводников, которые включены в цепь поочередно друг за другом без разветвлений .
При последовательном соединении выполняются следующие три закона:
а) сила тока на всех участках цепи одинакова, т.е.
-
I0 =I1 =I2 =I3
б) общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на
отдельных ее участках:
U0 =U1+U2+U3
в)общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений
R0= R1 +R2 +R3отдельных проводников:
В частности, если сопротивления всех проводников одинаковы и равны R, то R0= nR, где n -количество последовательно соединенных проводников.
2. Параллельное соединение. Так называют соединение, при котором все проводники подключают к одной и той же паре точек.
При параллельном соединении выполняются следующие три закона:
а) общая сила тока в цепи равна сумме сил токов в отдельных проводниках, т.е.
-
I0=I1+I2+I3
б) напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одно и то же:
U0 =U1= U2 =U3
в) величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого из проводников в отдельности:
В частности, если сопротивления всех проводников одинаковы и равны R, то их общее сопротивление R0=R/n
ОК РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА.
ЗАКОН ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА.
1. Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока на напряжение и на время, в течение которого совершалась работа.
A= IUt
Единица измерения работы тока - Дж
Используя закон Ома для участка цепи, получим три эквивалентные формулы работы тока:
-
A = IUt = I2Rt = U2t/R =θ
т.к. А= U/R, U= IR
2. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению
квадрата силы тока, сопротивлению проводника и времени.
-
Θ=I2Rt
- закон Джоуля - Ленца.
Θ =А, так как количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно работе силы тока.
Единица измерения количества теплоты - Дж
-
Мощность электрического тока равна работе, которая совершается
за единицу времени.
- мощность электрического тока.
Единица измерения мощности тока - Вт.
Единица измерения работы и энергии тока
Р= А/t → А = ∆W =P∆t
1 Вт∙с = 1Дж
1 Вт∙ч = 3600Дж = 3,6 ∙ 103 Дж
1 Вт∙с =3600000Дж = 3,6 ∙ 106 Дж
ОК ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА.
ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ.
1.
Любые силы, действующие на электрические
заряженные частиц,за исключением сил электростатического
происхождения (т.е.кулоновских), называют
сторонними силами
Внутри источника заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил, а во всей остальной цепи их приводит в движение электрическое поле.
-
Электродвижущая сила (ЭДС) в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду.
Единица измерения ЭДС: ε=Дж/Кл=В (Вольт).
2.
Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.
-
ε- ЭДС источника тока
R - внешнее сопротивление цепи
r - внутреннее сопротивление источника
-
ε= IR +Ir
ЭДС равна сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем участках замкнутой цепи.
ОК МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
1. Магнитное поле - это особая форма материи, которая существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.
Основные свойства магнитного поля:
1. магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами);
2. магнитное поле обнаруживается по действию на ток (движущиеся заряды);
3. магнитное поле действует только на подвижные заряды с определенной силой.
2. Правила, определяющие направления магнитного поля (линий магнитной индукции):
а) правило буравчика для б) правило буравчика для
прямого проводника с током; кругового проводника с током;
в) правило соленоида.
Магнитное поле графически
изображается в виде линий
магнитной индукции.
3. Модуль вектора магнитной индукции.
Вектор магнитной индукции - силовая характеристика магнитного поля.
4. Единица вектора магнитной индукции.
В =1 Нм/Ам2 = Н/Ам 1 Тл (Тесла)
5. Направление вектора магнитной индукции.
6. Магнитный поток.
ОК СИЛА АМПЕРА
Закон Ампера определяет силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.
Направление силы
Ампера определяется по
правилу левой руки:
если расположить левую ладонь так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.
ок сила лоренца
Сила Лоренца - сила, действующая на движущуюся заряженную
частицу в магнитном поле.
Направление силы Лоренца определяется по правилу правой и левой .руки.