Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

- Емкость отдельных конденсаторов С1, С2, ..., Сn,

- Заряд на пластинах всех конденсаторов одинаков

и равен заряду батареи:

Q = Q1 = Q2 = Q2

- Разность потенциалов на зажимах конденсаторов:

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

- Разность потенциалов на зажимах батареи

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Полная емкость батареи:

т.е. при .последовательном соединении конденсаторов результирующая емкость С всегда меньше наименьшей емкости, используемой в батарее.

§ 11 Энергия заряженного конденсатора

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

где Q — заряд конденсатора,

С — емкость конденсатора,

Dj — разность потенциалов между обкладками конденсатора.

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Так как

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

где V= Sd — объем конденсатора.

Формула показывает, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, — напряженность Е.

Объемная плотностьэнергии электростатического поля (энергия единицы объема)

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Основные характеристики электрического тока

Электрический ток - = это направленное движениеэлектрических зарядов.

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru Под действием электрического поля положительные заряды движутся вдоль вектора Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru , отрицательные – против Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru .

Направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов.

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Для постоянного тока:

Сторонние силы. ЭДС. Напряжение

Для существования тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлектрического происхождения. Такое устройство называется источник тока.

Сторонник силы - . силы, действующие на заряды со стороны источника тока называются

ЭДС (электродвижущая сила) - величина, характеризующая работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда:

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Сила, действующая на заряд в цепи:

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Напряжение -это работа, совершаемая суммарным полем (кулоновским и сторонних сил) по перемещению единичного положительного заряда на данном участке цепи.

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Внимание: Δφ. ε и Uимеют одинаковую размерность

Какой физический смысл этих величин, и чем они отличаются?

· Разность потенциалов Δφ характеризует работу кулоновских сил(электрического поля) по перемещению единичного положительного заряда .

· Э.д.с. ε характеризует работу сторонних силисточника токапо перемещению единичного положительного заряда.

· Напряжение Uхарактеризует суммарную работу кулоновских сил электрического поля и сторонних силисточника токапо перемещению единичного положительного заряда.

Если участок цепи не содержит источника тока, то ε = 0 и U = Δφ

Закон Ома. Сопротивление проводников

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

где R - внешнее сопротивление;

r - внутреннее сопротивление источника тока

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Выразим закон Ома для участка цепи Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru через удельную проводимость Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru и плотность тока Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru :

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru

где Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru - плотность тока;

Последовательное соединение конденсаторов - student2.ru - удельная проводимость

Наши рекомендации