Physics

проводников, их формой и взаимным расположением, а также электрическими св-вами окр. среды.

- электроемкость

Чем меньше напряжение, тем больше электроем-кость проводников.

Электроемкость двух проводников = 1, если при сообщении им зарядов + 1 Кл и – 1Кл между ними возникает разность потенциалов 1В. Эту единицу на-зывают фарад (Ф); 1Ф = 1 Кл / В.

Микрофарад (мкФ) = 10-6 Ф

Пикофарад (пФ) = 10-12 Ф

, где

q – заряд пластины

S – площадь пластины

Е – напряженность

 - физическая величина, характеризующая эл. св-ва среды

о – электрическая постоянная (8,854 . 10-12 Ф . м-1)

КОНДЕНСАТОРЫ

~ ; U = Ed;

d – расстояние между пластинами

, где

С – емкость конденсатора с диэлектриком

Со – емкость конденсатора без диэлектрика

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖОННОГО КОНДЕНСАТОРА.

- для потенциальной энергии заряда в однородном поле энергии конденсатора, где

q – заряд конденсатора,

d – расстояние между пластинами

Еd = U, где

U – разность потенциалов между обкладками конденсата

-энергия конденсатора

- электроемкость конденса-тора

- энергия каждого элемента

~E2

- для плотности энергии

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СИЛА ТОКА

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Возни-кает при упорядоченном перемещении свободных электронов или частиц. За направление тока прини-мают направление движения положительно заряжен-ных частиц.

Действия тока: тепловое, магнитное, химическое.

Заряд, перенесенный в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, на-зываемой силой тока.

, где

q – переносимый через поперечное сечение провод-ника заряд

t – промежуток времени

I – сила тока, скаляр [ 1A = 1 Кл / с]

Сила тока может быть как положительной, так и отрицательной величиной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений вдоль проводника принять за положительное. I > 0, если направление тока сов-падает с условно выбранным положительным направ-лением вдоль проводника.

I =

, где

е – модуль заряда электрона

n – концентрация частиц

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СУЩЕСТВО-ВАНИЯ ЭЛ. ТОКА.

1. Необходимо наличие свободно заряженных частиц

2. Необходима сила, действующая на частицы со сто-роны электрического поля в определенном направл

Если разность потенциалов =0, то поля нет.

Если разность потенциалов не изменилась, то ток будет считаться постоянным.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

1 Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определенная зави-симость силы тока от приложенной разности по-тенциалов на концах проводника; эту зависимость выражает т.н. вольт – амперная характеристика проводника

1 Зависимость силы тока от напряжения носит на-звание закон Ома.

Согласно закону Ома, для участка цепи сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению про-водника R.

1 Основная электрическая характеристика провод-ника – сопротивление.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

, где

S – площадь поперечного сечения (м2, мм2 )

l – длина проводника (м)

 - уд. сопротивление проводника

Удельное сопротивление численно равно сопро-тивлению проводника, имеющего форму куба с реб-ром 1 м, если ток направлен вдоль нормали к двум противоположным граням куба.

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Для измерения силы тока в проводнике ампер-метр включают последовательно с этим проводником.

Для того, чтобы измерить напряжение на участке цепи с сопротивлением R, к нему параллельно под-ключают вольтметр.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

Последовательное Параллельное

1. Сила тока 1. I = I1 + I2

I = I1 = I2 2. U = U1 = U2

2. Напряжение ;

; U1 = IR1

;

U2 = IR2

3.

U =U1 + U2

3. Сопротивление

R = R1 + R2 Если R1 =R2=R3=…=Rn, где n – число элемента

РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

А = qU ; A = IUt = I2Rt =

- при параллельном соед.

- при последоват. соед

- закон Джоуля-Ленца

Мощность тока равна отношению работы тока за время t к этому интервалу времени.

- закон Ома для участка цепи

- для последовательного соед.

- для параллельного соед.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА

Одно лишь электрическое поле заряженных час-тиц (кулоновское поле) не способно поддерживать постоянный ток в цепи.

Любые силы, действующие на электрически за-ряженные частицы, за исключением сил электроста-тического происхождения (т.е. кулоновских), назы-вают сторонними силами.

Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному).

ЭДС в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении зарядов вдоль контура к заряду: ℰ = [Вт]

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ

R – внешнее сопротивление цепи

r- внутреннее сопротивление цепи (сопротивле-ние источника тока)

Rоб = R + r ; ℰ= => Aст = ℰq

=> ; Aст = ℰIt

; A = Q

ℰIt = I2Rt + I2rt; ℰ = ;

ℰ = ; I =ℰ/R+r

Если при обходе цепи переходят от отрицатель-ного полюса источника к положительному, то ЭДС ℰ > 0. Сторонние силы внутри источника совершают при этом положительную работу.

ℰ = ℰ1 + ℰ2 + ℰ3 = |ℰ1|-|ℰ2| + |ℰ3|

Если ℰ > 0, то I > 0, т.е. направление тока совпадает с направлением обхода контура. При ℰ < 0, направле-ние тока противоположно направлению обхода кон-тура. Полное сопротивление цепи Rп равно сумме всех сопротивлений:

Rп = R + r1 + r2 + r3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

1. Взаимодействие между проводниками с током, т.е. взаимодействие между движущимися элек-трическими зарядами, называют магнитными.

2. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

3. В пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным.

4. Магнитное поле представляет собой особую фор-му материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электриче-ски заряженными частицами.

5. Основные свойства:

а) магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами)

б) магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды)

Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

Результирующая сила, действующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна 0.

Магнитное поле создается не только электриче-ским током, но и постоянными магнитами.

ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Силовой характеристикой магнитного поля явл-ся вектор магнитной индукции.

- вектор магнитной индукции

За направление вектора магнитной индукции прини-мается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в маг-нитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

- положительная нормаль.

Правила буравчика: если направление поступа-тельного движения буравчика совпадает с направле-нием тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены также, как и век-тор в данной точке поля.

Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты.

СИЛА АМПЕРА.

Сила ампера – это магнитная сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.

Сила достигает максимального значения, когда магнитная индукция перпендикулярна проводнику.

, если I.

; Fm = IlB - максимальная сила

Ампера

F = B|I|lsin - закон Ампера

Если левую руку расположить так, чтобы пер-пендикулярная к проводнику составляющая