Диэлектрики в электрическом поле

Распределение зарядов в проводнике

Проводник в электрическом поле

Связь между E и U

Разность потенциалов

Потенциал

Потенциал электрического поля численно равен работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из этой точки в бесконечность

Разность потенциалов (ф ₁ – ф ₂) называется напряжением между точками 1 и 2 и обозначается U _{1 2} . Таким образом,

A _{1 2} = q _пр U _{1 2}

Опустим индекс, получим

A = qU

№38. § 15.7

Напряженность однородного поля численно равна разности потенциалов на еденицу длины линии напряженности. В СИ единица напряженности имеет наименование вольт на метр (В/м). Действительно,

E = U/d = 1 В/1 м = 1 В/м

№39. § 15.8

Если полюса батарейки замкнуть металлической проволокой, по ней пойдет электрический ток. Заменим проволоку стеклянной палочкой – никакого тока не возникнет. Металл является проводником, а стекло – диэлектриком.

Проводники – это в первую очередь металлы. В металлах свободными зарядами являются свободные электроны.

Проводниками также являются электролиты

При зарядке любого проводника заряды распределяются в нем так, что электрическое поле внутри него исчезает и разность потенциалов между любыми точками обращается в нуль

№40. § 15.10

В отличие от проводников, в диэлектриках нет свободных зарядов. Все заряды являются связанными: электроны принадлежат своим атомам, а ионы твердых диэлектриков колеблются вблизи узлов кристаллической решетки.

Напряженность электрического поля внутри диэлектрика может быть не равна нулю.

Объемная плотность заряда в диэлектрике может быть отличной от нуля.

Линии напряженности могут быть не перпендикулярны поверхности диэлектрика.

Различные точки диэлектрика могут иметь равный потенциал. Стало быть, говорить о «потенциале диэлектрика» не приходиться.

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Поляризация электродов, диэлектриков, света, миграционная и т.п.

№41.Электро емкость конденсатора - физическая величина, численно равная отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Емкость плоского конденсатора - зависит только от его размеров, формы и диэлектрической проницаемости.

№42.Соединение конденсатора в батарею.

-Параллейное соединение

Емкость батареи больше наибольшей емкости.Нельзя включать в батарею конденсатор рассчитаный на напряжение меньше подаваемого.

-Последовательное

Емкость батареи меньше наименьшей емкости. Напряжение меньше напряжения сети.

№43.(не уверен)Энергию заряженного конденсатора можно выразить через величины, характеризующие электрическое поле в зазоре между обкладками.

2-ой семестр.

№1.Постоянный эл. ток - ток сила которого не изменяется с истечением времени.

Сила тока - величина заряда или колличество электричества в единицу времени через площадь поперечного сечения.

Условия, необходимые для существования электрического тока.

-Наличие в среде свободных электрических зарядов.

-Создание в среде электрического поля.

№2. Электродвижущая сила источника тока. Внешний и внутренний участки цепи. Закон Ома для полной цепи.

Электродвижущая сила источника тока

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как внешнее управляющее воздействие.

В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно.

Внешний и внутренний участки цепи

Электрическая цепь может быть разделена на два участка: внешний и внутренний. Внешний участок, или, как говорят, внешняя цепь, состоит из одного или нескольких приемников электрической энергии, соединительных проводов и различных вспомога­тельных устройств, включенных в эту цепь. Внутренний участок, или внутренняя цепь,— это сам источник.

Закон Ома для полной цепи.

№3.Сопротивление проводника. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

Сопротивление проводника.

Зависимость сопротивления от температуры.

Сверхпроводимость.

Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.

№4.Электрические цепи с последовательным и параллельным соединением проводников.

№5.Аккумуляторы. Соединение источников электрической энергии в батарею.

Аккумуляторы.

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования

Соединение источников электрической энергии в батарею.

Последовательное соединение (а) — соединение, при котором минусовой вывод одного аккумулятора соединяют с плюсовым выводом другого аккумулятора и т. д. Среднее рабочее напряжение одного аккумулятора равно 2 В. Напряжение всех последовательно включенных аккумуляторов действует в одном направлении, и общее напряжение аккумуляторной батареи будет равно сумме напряжений всех аккумуляторов.

№6. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Мощность постоянного тока

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.

Тепловое действие тока.- электрический ток вызывает разогревание металлических проводников (вплоть до свечения).

Закон Джоуля — Ленца

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля.

Математически может быть выражен в следующей форме:

№7.Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества.Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

№8. Законы электролиза

1) Масса вещества, выделяющегося на электроде *, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего черезэлектролит *.

2) При электролизе различных химических соединений одинаковые количества электричества выделяют на электродах массы веществ, пропорциональные их электрохимическим эквивалентам.

Эти два закона можно объединить в одном уравнении:

,

где m – масса выделяющегося вещества, г;

n – количество электронов, переносимых в электродном процессе;

F – число Фарадея (F =96485 Кл/моль)

I – сила тока, А;

t – время, с;

M – молярная масса выделяющегося вещества, г/моль.

Техническое применение электролиза

Электролиз находит широкое применение в технике.Электролиз используется для гальваностегии, гальванопластики, рафинирования меди, получения алюминия и др.

№9.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ

В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл.тока.
Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.

Воздух является диэлектриком в линиях электропередач, в воздушных конденсаторах, в контактных выключателях.

Воздух является проводником при возникновении молнии, электрической искры, при возникновении сварочной дуги.

Ионизация газа

- это распад нейтральных атомов или молекул на положительные ионы и электроны путем отрыва электронов от атомов. Ионизация происходит при нагревании газа или воздействия излучений (УФ, рентген, радиоактивное) и объясняется распадом атомов и молекул при столкновениях на высоких скоростях.

Газовый разряд

- это эл.ток в ионизированных газах.
Носителями зарядов являются положительные ионы и электроны. Газовый разряд наблюдается в газоразрядных трубках (лампах) при воздействии электрического или магнитного поля.

Дата добавления: 2015-04-24