Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы
Конденсатор – это система из двух (иногда более) проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку зарядами.
Емкость конденсатора – это физическая величина, равная отношению заряда q, расположенного на положительно заряженной обкладке конденсатора, к разности потенциалов фи1-фи2 между его обкладками. U=фи1-фи2 - напряжение, приложенное к конденсатору. Для плоского конденсатора C=(e*e0*S)/d
при парал-ом соединении конденсаторов полная емкость будет равна сумме емкостей отдельных конденсаторов, при последовательном соединении конденсаторов суммируются обратные величины емкостей
Уединенным проводником называется проводник, который находится настолько далеко от других тел, что влиянием их электрических полей можно пренебречь.
Характер распределения зарядов по поверхности заряженного уединенного проводника, находящегося в однородной, изотропной диэлектрической среде, зависит только от формы поверхности проводника. Поверхностная плотность зарядов s в каждой точке А поверхности проводника пропорциональна его общему заряду: сигма(мал.)=kq
Опыт показывает, что заряд q на уединенном проводнике прямо пропорционален его потенциалу фи. Коэффициент пропорциональности С называется электрической емкостью (электроемкостью или просто емкостью) этого проводника
С=q/фи (фарад)
Емкость зависит от формы и размера уединенного проводника и от диэлектрических свойств окружающей среды
Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля.
Энергия электрического поля:
Энергия заряженного плоского конденсатора Eк равна работе A, которая была затрачена при его зарядке, или совершается при его разрядке.
A = CU2/2 = Q2/2С = QU/2 = Eк.
Поскольку напряжение на конденсаторе может быть рассчитано из соотношения: U = E*d,
где E - напряженность поля между обкладками конденсатора,
d - расстояние между пластинами конденсатора,
то энергия заряженного конденсатора равна:
Eк = CU2/2 = ee0S/2d*E2*d2 = ee0S*d*E2/2 = ee0V*E2/2,
где V - объем пространства между обкладками конденсатора.
Энергия заряженного конденсатора сосредоточена в его электрическом поле.
(Это может и не быть ответом на 2 вопрос)
Некоторые вещества в магнитном поле намагничиваются, то есть сами становятся источниками магнитного поля. Такие вещества называют магнетиками. Механизм намагничивания следующий: в веществе есть элементарные токи (замкнутые токи в пределах каждого атома), которые в обычных условиях ориентированы хаотически, так что результирующий магнитный момент равен нулю. Под действием внешнего магнитного поля эти магнитные моменты ориентируются в одном направлении, и их векторная сумма становится отлична от нуля.
Магнитное состояние вещества можно охарактеризовать с помощью магнитного момента единицы объема. Эта величина называется вектор намагничивания J.
Таким образом, для магнетика связь между векторами напряженности магнитного поля и магнитной индукцией имеет вид:
B=H+4p J.
В общем случае, вектора J и H могут не совпадать. Это наблюдается для некоторого класса веществ, называемых анизотропными магнетиками (в них в них величина намагничения зависит еще и от направления внешнего поля в веществе). Если же вещество является изотропным магнетиком, то вектора J и H сонаправлены, то есть J=cH, где c - скалярная величина, называемая магнитной воспиимчивостью.
Тогда B=mH, где m=1+4pc - магнитная проницаемость вещества. Различные вещества очень сильно варьируются по своим магнитным свойствам.
Вещества, у которых m<1 называются диамагнетиками, те, у которых m>1 - парамагнетиками, а те, у которых m >> 1 - ферромагнетиками. Больше всего способны намагничиваться ферромагнетики.
Электрический ток. Уравнение непрерывности.
Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. Чтобы он возник, следует предварительно создать электрическое поле, под действием которого вышеупомянутые заряженные частицы придут в движение.
Закон Ома—Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка.