Поле равномерно заряженной сферы

(R – радиус сферы; r – расстояние от центра сферы до точки поля)

	модуль напряжённости	потенциал
внутри сферы (r < R)	Е = 0	φ = ± k∙
на поверхности сферы (r = R)	Е = k∙	φ = ± k∙
вне сферы (r > R)	Е = k∙  = k∙ , где а – расстояние от поверхности шара до точки поля	φ = ± k  = k∙

Поле внутри вещества

                           проводники                              диэлектрики

q на поверхности Напряженность электростатического поля в металле равняется нулю, так как поле свободных зарядов, существующих в не м, через достаточно короткий промежуток времени уравновесит внешнее поле и ток в металле будет равен нулю. Внутри проводника поля нет!!! (электростатическая защита)

↑↓                                             Евнеш. ↓ в ε раз Напряженность поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме из-за явления поляризации и, следовательно, густота силовых линий в диэлектрике меньше. Отношение напряженности поля в вакууме к напряженности в данной среде называют диэлектрической проницаемостью вещества. ε =

Разность потенциалов или напряжение (Δφ или U) - это разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда       Δφ = φ₁ – φ₂

φ₁ – φ₂ = U =    [U] = В                       φ₁ > φ₂        

Чем меньше меняется потенциал на отрезке пути, тем меньше напряженность поля.
Напряженность электрического поля направлена в сторону уменьшения потенциала.

Связь между напряжённостью поля и разностью потенциалов: E =  

                     Работа электростатического поля по перемещению заряда.

                                              Электрическое поле перемещает заряд, действуя на него

                                                      с силойF_эл = E·|q|   Þ совершает работу.

Электрическое поле вызывает ускоренное прямолинейное движение заряда Þ изменяет его кинетическую или потенциальную энергию

А= Fs = qE∙Δd  А = q(φ₁ – φ₂)= q∙∆ φ = qU

А= −∆W_п= −(W_п2 − W_п1)     А= ∆W_к= W_к2 – W_к1

- Если поле совершает положительную работу (вдоль силовых линий), то потенциальная энергия заряженного тела уменьшается (согласно закону сохранения энергии увеличивается кинетическая энергия и наоборот).

- Работа поля (электрической силы) не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории равна нулю.

Эквипотенциальные поверхности- поверхности, все точки которых имеют одинаковый потенциал

для однородного поля                                                                                для поля точечного
- плоскость                                                                                                   заряда -                   

                                                                                                                      концентрические

                                                                                                                      сферы

 

Эквипотенциальная поверхность имеется у любого проводника в электростатическом поле, т.к. силовые линии перпендикулярны поверхности проводника. Все точки внутри проводника имеют одинаковый потенциал (Δφ = 0). Напряженность внутри проводника Е=0, значит и разность потенциалов внутри Δφ = 0.

Электроемкость С - характеризует способность проводника накапливать электрический заряд на своей поверхности.

- не зависит от электрического заряда и напряжения.

- зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного

расположения, электрических свойств среды между проводниками.

                                     С =  = const [C] = Ф (Фарад)                     

Конденсатор - электротехническое устройство, служащее для быстрого накопления электрического заряда и быстрой отдачи его в цепь (два проводника, разделенных слоем диэлектрика).

                                     где d много меньше размеров проводника.

 

                                  Обозначение на электрических схемах:

 

 

Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора. Заряд конденсатора - это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.

Виды конденсаторов:
1. по виду диэлектрика: воздушные, слюдяные, керамические, электролитические
2. по форме обкладок: плоские, сферические, цилиндрические
3. по величине емкости: постоянные, переменные (подстроечные).

 

Тип конденсатора	Схематическое изображение	Формула для расчета емкости	Примечания
Плоский конденсатор		C =	S - площадь пластины; d - расстояние между пластинами.

                                           Виды соединений конденсаторов

                     параллельное                                       последовательное

                            С = С₁ + С₂                                                                   =  +

                               q = q₁ + q₂                                                                    q = q₁ = q₂ = const

                            U = U₁ = U₂                                                                     U = U₁ + U₂    

Конденсатор подключён к источнику тока	Конденсатор заряжен и отключён от источника тока
Uист. = Uс              Если менять d, S, ε то U = const,              а Cиq меняются!	q = const                 Cи U меняются!

Энергия заряженного конденсатора   W =  =  =    Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную, или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов, необходимой при зарядке конденсатора.