Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10




НазваЗакон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10
Дата канвертавання12.12.2012
Памер76.39 Kb.
ТыпЗакон
Электрические заряды

Вещества, по которым электрические заряды легко перемещаются, мы называем проводниками. Вещества, не обладающие этим свойством, называются диэлектриками (или изоляторами).


Разделение на проводники и диэлектрики условно. Подавляющее большинство веществ природы не принадлежит, ни к той, ни к другой группе; эти вещества являются так называемыми полупроводниками.


Закон Кулона: Сила взаимодействия двух точечных зарядов направлена вдоль прямой линии, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению обоих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.


Закон Кулона: , где r – расстояние между зарядами, k – коэффициент пропорциональности (k=9*109 [Н*м2/Кл2]) (q – [Кл], ε – [Ф/м])

Заряд, равный одному кулону, определяют как заряд, проходящий за одну секунду через поперечное сечение проводника, по которому течет постоянный ток силы один ампер.


Электрическое поле

Напряженность электрического поля: [В/м]

F=E*q

Если элек. поле создано одним точечным зарядом q, то напряженность этого поля в какой-либо точке:

В электрическом поле работа при перемещении заряда по замкнутому контуру всегда равна 0.

Работа, совершаемая электрическими зарядами при переходе заряда q из точки 1 в точку 2: A=q*U12 , где U12 – электрическая разность потенциалов между точками 1 и 2.

A=Fl, F=q*E, следовательно q*E*l=q*U12

Напряженность поля в точке, лежащей на эквипотенциальной поверхности:

Напряженность поля равна падению напряжения на единице длины линий поля.

Напряженность поля между пластинами: , где U – разность потенциалов между пластинами, d – расстояние между пластинами.

Емкость конденсатора: ([Ф] или [Кл/В]) , где q – заряд, U – разность потенциалов)

Электроемкость уединенного шара: C=4πε0R , где R – радиус шара.

Емкость плоского конденсатора: , где S – площадь пластин, d – расстояние между ними.

Емкость группы параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

Емкость конденсатора, когда все пространство между обкладками заполнено каким-либо диэлектриком: C=εC0 , где С0 – емкость конденсатора, между обкладками которого находится вакуум, ε – относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость среды).

Емкость плоского конденсатора, когда пространство между обкладками заполнено средой с диэлектрической проницаемостью ε: , где S – площадь пластин, d – расстояние между ними, ε0=8,85*10-12 [Ф/м]

Напряженность поля при заполнении пространства диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε: , где Е0 – напряженность поля, созданного любыми заряженными телами в некоторой точке в вакууме.

Закон Кулона для точечных зарядов, помещенных в диэлектрике:

При раздвигании на расстояние d пластин плоского конденсатора с зарядами +q и –q, напряженность поля в котором равна Е, затрачивается работа A=Eqd/2.

До тех пор пока расстояние d между пластинами мало по сравнению с размерами пластин, напряженность поля Е в плоском конденсаторе не зависит от расстояния d.

E=U/d=q/Cd=q/ε0S

Запас энергии W, которым обладает заряженный конденсатор, равен работе A=Fd, которая была затрачена на его зарядку: W=A. Чтобы вычислить эту работу, нам остается только определить силу F: F=E1q=E2q=Eq/2 , где можно рассматривать напряженность Е как результирующую двух равных напряженностей Е1 и Е2, из которых одна обусловлена положительным зарядом на верхней пластине, а другая отрицательным на нижней, F – сила взаимодействия между пластинами.

W=A=Fd=Eqd/2 , т.к. E=U/d, то W=qU/2

Вспомнив, что заряд конденсатора q=CU имеем: W=CU2/2

Постоянный электрический ток

ЭДС источника: ε=A/q , где А – работа, произведенная сторонними силами при перемещении положительного заряда q по замкнутому контуру тока, к этому заряду.

Сила тока: I=q/t [A]

Зная силу тока I в каком-либо проводнике и время t, в течение которого проходил ток, можно найти заряд q, прошедший через проводник за это время: q=It

Закон Ома: I=U/R , где U – напряжение, R – электрическое сопротивление.

Сопротивление провода: R=ρl/S [Ом], где l – длина провода, S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление материала (коэффициент пропорциональности, зависящий от рода материала).

Удельная проводимость: σ=1/ρ [См/м] (См – сименс)

При повышении температуры сопротивление металлов увеличивается.

Сопротивление электролитов при повышении температуры уменьшается.

Среднее значение температурного коэффициента сопротивления: αСР=(Rt-R0)/R0=1/(t-t0) ,где сопротивление проводника при температуре t0 равно R0, а при температуре t равно Rt

При последовательном соединении напряжение на каждом из проводников пропорционально его сопротивлению.

Тепловое действии тока

Закон Джоуля-Ленца: Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока, прямо пропорционально сопротивлению R проводника, квадрату силы тока I и времени t. в течение которого поддерживается ток в проводнике.


Закон Джоуля-Ленца: Q=RI2t , где Q – выделившееся количество теплоты в джоулях, R – сопротивления в омах, I – сила тока в амперах, t – время в секундах.

I=U/R, следовательно: Q=U2t/R

Работа совершаемая током: A=UIt

Если вся работа переходит в теплоту (A=Q), то Q=UIt и в силу закона Ома имеем: Q=RI2t

Работа тока полностью переходит в теплоту только в случае неподвижных проводников первого рода.

Мощность электрического тока: P=A/t=UI , таким образом, мощность постоянного тока на любом участке цепи выражается произведением силы тока на напряжение между концами участка.

Прохождение электрического тока через электролиты

Первый закон Фарадея: Масса вещества, выделившегося на электроде, пропорциональна заряду, или количеству электричества, прошедшему через электролит.

Первый закон Фарадея: m=Kq=KIt , где m – масса выделившегося вещества, I – сила тока, t – время электролиза, а q – полный заряд, прошедший через ванну за время t.

Второй закон Фарадея: Электрохимические эквиваленты различных веществ, пропорциональны их молярным массам и обратно пропорциональны их молярным массам и обратно пропорциональны числам, выражающим их химическую валентность.

Второй закон Фарадея: K=M/Fn [кг/Кл], n – валентность, М – молярная масса [кг/моль], F – постоянная Фарадея (F=96484 [Кл/моль])

M/n – химический эквивалент данного вещества

Второй закон Фарадея: Электрохимические эквиваленты веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.

Объединив первый и второй законы Фарадея получаем: m=Mq/Fn , m – масса вещества, выделившегося при прохождении через электролит количества электричества q. Положим в полученной выше формуле, что m=M/n, т.е. возьмем массу одного химического эквивалента данного вещества. Тогда получим F=q. Это значит, что постоянная Фарадея F численно равна заряду q, который необходимо пропустить через любой электролит, чтобы выделить на электродах вещество в количестве, равном одному химическому эквиваленту.

Элементарный электрический заряд: e=F/NA

Химические и тепловые генераторы тока

Ток в цепи, содержащий источник тока, прямо пропорционален ЭДС источника и обратно пропорционален полному сопротивлению цепи.

Напряжение на зажимах источника тока и ЭДС: I=ε/(R+r) , где r – внутреннее сопротивление, R – сопротивление внешней цепи, I – ток, ε – ЭДС

ε=IR+Ir , IR=U , где U – напряжение во внешней цепи: U=ε-Ir

При замкнутой цепи напряжение U на зажимах источника тока всегда меньше ЭДС. Напряжение U зависит от силы тока I и только в предельном случае разомкнутой цепи, когда сила тока I=0,напряжение на зажимах равно ЭДС.

Максимально значение тока короткого замыкания (R=0): IMAX=ε/r

Магнитное поле

Вращающий момент: M=Fl

Магнитный момент контура с током: pm=IS , I – сила тока в контуре, S – площадь контура

Магнитные поля электрических токов

Линии магнитного поля имеют вид замкнутых линий.

Если ввинчивать буравчик (правый винт) так, чтобы он шел по направлению тока, то направление вращения его ручки укажет направление поля (направление линий поля).

Обратное: Если ввинчивать буравчик так, чтобы он шел по направлению поля (вдоль линий поля), то направление вращения его ручки укажет направление тока.

Магнитная индукция поля внутри длинного соленоида пропорциональна силе тока I и числу витков, приходящихся на единицу длины соленоида, т.е. величине n=N/l, где N – полное число витков соленоида, l – его длина.

B=μ0nI, где μ0 – коэффициент пропорциональности (магнитная постоянная) (μ0=4π*10-7 [Тл*м/А]), n=N/l (N – число витков, l – длина соленоида), I – сила тока.

Магнитная индукция и напряженность магнитного поля (в вакууме): В=μ0Н

Магнитная индукция (в веществе): В= μμ0Н , где μ – относительная магнитная проницаемость (магнитная проницаемость)

Напряженность магнитного поля в вакууме: H=nI , где n=N/l (ветки/метр), I – сила тока

С помощью измерений магнитной индукции поля, создаваемого током, текущим по очень длинному тонкому прямолинейному проводнику, было установлено, что: B= μ0I/2πr, где I – сила тока в проводнике, r – расстояние от проводника.

Напряженность поля, создаваемого прямолинейным проводником в вакууме, равна: H=I/2πr

Силы, действующие в магнитном поле на проводники с током

Направление силы F, с которой магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током I, всегда перпендикулярно к проводнику и к направлению магнитной индукции В. На проводники, расположенные вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует.

Если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы указывали направление тока, а линии магнитного поля впивались в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.



Закон Ампера: F=BIlsinϕ , где B – магнитная индукция, I – сила тока, l – длина прямолинейного проводника с током, ϕ – угол между вектором В и проводником с током I.

Когда проводник параллелен индукции В (ϕ=0), то F=0.

Сила притяжения (отталкивания): F=( μ0I1I2l)/2πr , где μ0 – магнитная постоянная, I1 и I2 – силы токов в первом и втором проводниках, l – длина проводников, r – расстояние между проводниками.

Сила Лоренца: Силы, с которыми магнитное поле действует на проводник с током, являются силами, действующими на движущиеся заряды (электроны и ионы), которые и составляют ток.

Модуль силы Лоренца: F=eυBsinα , где е – заряд электрона (е=1,6*10-19 [Кл]), α – угол между направлением векторов υ и В, υ – скорость электрона, В – магнитная индукция.



Электромагнитная индукция

Магнитный поток: Ф=В⊥S=BSsinϕ

Правило Ленца: Индукционный ток всегда имеет такое направление, что взаимодействие его с первичным магнитным полем противодействует тому движению, вследствии которого происходит индукция.

ЭДС индукции: εi=RI, где I – сила тока, R – полно сопротивление цепи.

ЭДС индукции εi пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

ЭДС индукции: εi=∆Ф/∆t , где ∆Ф/∆t – отношение характеризующее скорость изменения магнитного потока для данного момента

ЭДС индукции, возникающая в катушке из N витков, пропорциональна числу витков и скорости изменения магнитного потока сквозь каждый виток катушки: εi=N∆Ф/∆t

Переменный ток

Магнитный поток (закон изменение его с течением времени): Ф=BSsinωt


ИЗ ЛЕКЦИЙ

Теорема Остраградского-Гаусса для электрического поля в вакууме: Поток вектора E сквозь произвольную замкнутую поверхность, равен сумме охваченных зарядов деленной на ε0.

Теорема О-Г в дифференциальной форме:

Работа сил поля по замкнутому контуру равна 0,

Потенциал электростатического поля:

Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconЗакон Кулона тест
Два точечных электрических заряда на некотором расстоянии друг от друга взаимодействуют с силой F. Как надо изменить расстояние между...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconЗакон Кулона
Кулона и законом всемирного тяготения, представления о концепции взаимодействия, о границах применимости физических законов на примере...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconЗакон Кулона. Экспериментальные проверки закона Кулона. Теорема Остроградского-Гаусса. Дифференциальная формулировка закона Кулона

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconУрок № /2 часа
Цель урока: познакомить учащихся с законом Кулона. Используя закон Кулона, научиться решать задачи

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconИстория открытия закона Кулона Шарль Огюстен Кулон (1736-1806)
Основной закон электростатики закон Кулона был установлен французским физиком Кулоном в 80-х гг. XVIII в. Однако история его открытия...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconГеографическая олимпиада
Расстояние между пунктами на изображении масштаба 1: 100 составляет 5 см, каково расстояние между этими пунктами на местности в км?...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconЗакон Кулона
Електричний заряд. Електричний заряд – це невід’ємна властивість елементарних частинок, як І їх маса. Електричні заряди в природі...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconМосковский интеллектуальный марафон 2012 Школьный тур. 5 класс
Дельфиниум. Расстояние от Астры до Васильков равно 15 км, от Астры до Дельфиниума – 50 км, от Гвоздик до Багульников – 20 км, от...

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconУрока 4 Тема урока: Электрический заряд. Электризация тел. Закон Кулона
Нетрадиционные образовательные результаты, которые достигаются при применении икт

Закон Кулона:, где r расстояние между зарядами, k коэффициент пропорциональности k=9*10 iconThe Southern Hemisphere, a member of
Новая Каледония и Соломоновы Острова, к юго-востоку — Новая Зеландия. Кратчайшее расстояние между главным островом Папуа — Новой...

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка