• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Основи електростатики

Електричний заряд будь-якого тіла складається з окремих елементарних позитивних або негативних зарядів. Носієм позитивного елементарного заряду є протон, а елементарного негативного – електрон.

Елементарний заряддорівнює е = 1,6×10^-19 Кл. Отже, заряд тіла
q = Ne, де N – кількість частинок у тілі.

Сила взаємодії між точковими зарядами визначається законом Кулона: сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів у вакуумі прямо пропорційна величині кожного з зарядів та обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Ця сила напрямлена вздовж прямої, що з’єднує заряди, залежить від властивостей середовища і є силою притягання для різнойменних зарядів і силою відштовхування – для однойменних зарядів. Математичний запис закону Кулона у системі СІ:

F=

де F – сила взаємодії, q₁ та q₂ – величина зарядів, що взаємодіють, r – відстань між ними, ε₀ – електрична стала (ε₀ = Ф/м), ε– діелектрична проникність середовища, яка показує, у скільки разів сила взаємодії між зарядами у вакуумі більша, ніж на тій же відстані у середовищі.

Електричне поле характеризують силовою характеристикою – напруженістю.

Напруженість електричного поля в даній точці – це векторна фізична величина, яка чисельно дорівнює відношенню сили, що діє на точковий позитивний заряд, уміщений в цю точку, з боку електричного поля, до величини цього заряду. , [E] = В/м

Принцип суперпозиціївизначає напруженість поля, створеного кількома зарядами в даній точці:

Напруженість поля точкового заряду q у точці, що знаходиться на відстані r від нього дорівнює Е= .

Напруженість нескінченної площини, яка заряджена рівномірно з поверхневою густиною s, в будь-якій точці однакова і дорівнює Е = ,
де s = – поверхнева густина заряду, [s] = Кл/м².

Напруженість поля, створеного двома паралельними площинами, що мають рівномірно розподілені по їх поверхні заряди різного знаку, між пластинами визначається за формулою Е =

Робота електричного поля по переміщенню заряду в електричному полі з однієї точки в іншу не залежить від форми шляху. В однорідному електричному полі робота визначається за формулою

А = qEd,

де q – заряд, що переміщується в електричному полі напруженістю Е, d – відстань між точками поля. Робота є мірою зміни енергії.

Енергетичну характеристику поля називають потенціалом.

Потенціал електричного поля у даній точці – це скалярна величина, яка чисельно дорівнює відношенню потенціальної енергії пробного заряду q₀, вміщеного в цю точку, до величини цього заряду

φ = , [φ] = В.

Оскільки потенціал – скалярна величина, то потенціал електричного поля, що створює система електричних зарядів, буде дорівнювати алгебраїчній сумі потенціалів, що створює в цій точці кожний заряд: φ =Sφ_і

Потенціал точкового заряду q дорівнює φ= , де r – відстань від точки до заряду q, що створює поле.

Робота переміщення точкового заряду q₁ в полі точкового заряду q₂ визначається за формулою:

А = ( )

де r₁ і r₂ – відстань заряду q₁ від точкового заряду q₂ відповідно в початковому і кінцевому положенні.

Робота переміщення заряду q в довільному колі:А = q (φ₁ – φ₂),

де (φ₁ – φ₂) – різниця потенціалів в початковій і кінцевій точках поля.

Пристрій для накопичення електричних зарядів називають конденсатором. Він складається з двох провідників (обкладок), розділених шаром діелектрика. За формою обкладок розрізняють плоскі, сферичні, циліндричні конденсатори.

Електроємністю двох провідників називають відношення заряду одного з провідників до різниці потенціалів між цим провідником і сусіднім:

У системі СІ [С] = Ф

Ємність плоского конденсатора С = , де S – площа пластин конденсатора, d – відстань між ними, ε – діелектрична проникність діелектрика, ε₀ – електрична стала.

При послідовному з’єднанні конденсаторів обернена ємність батареї конденсаторів дорівнює сумі обернених ємностей конденсаторів:

При послідовному з’єднанні електроємність батареї менша найменшої з ємностей окремих конденсаторів.

При паралельному з’єднанні конденсаторів ємність батареї дорівнює сумі ємності всіх конденсаторів:

С = С₁ + С₂ +…+ С_n.

Заряджений конденсатор має енергію, яка обчислюється за формулою: W= СU²= ,

де С – ємність конденсатора, U- різниця потенціалів між обкладками конденсатора, q – заряд однієї з пластин конденсатора.

Закони постійного струму Характеристики електричного струму:

Сила струму – скалярна величина, що чисельно дорівнює електричному заряду, що переноситься через переріз провідника за одиницю часу I= , а для постійного струму I= ; [I] = A (Ампер)

Густина струму – це векторна величина, напрямок якої співпадає з напрямком упорядкованого руху позитивних носіїв струму, а чисельна величина дорівнює силі струму I, що протікає через одиницю площі поперечного перерізу S, який перпендикулярний струму. j = , [j] = Струм і густину струму можна виразити через швидкість упорядкованого руху зарядів J_сер, їх концентрацію n так:

j = еnJ_сер; I = еnJ_серS.

Закон Ома для ділянки кола: сила струму на даній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна опору провідника I= , де U – напруга на кінцях провідника, R- його опір,
[R]= 1Ом. При постійній температурі R= ρ , де ρ – питомий опір, Ом×м,
- довжина провідника, S- його площа перерізу. При зміні температури питомий опір і опір провідника змінюються за законом

ρ = ρ₀ (1+ at); R = R₀ (1+ at),

де ρ₀ R₀ – є відповідно питомий опір і опір провідника при 0⁰С,
a –температурний коефіцієнт опору.

Закон Ома для замкненого кола I = ,

де ε – електрорушійна сила джерела струму, R – опір зовнішнього кола, r –опір джерела струму (внутрішній опір).

Електрорушійна сила джерела – це робота сторонніх сил по переміщенню одиничного позитивного заряду вздовж замкненого кола. [ε] =B. При послідовному з’єднанні загальний опір ділянки кола дорівнює сумі опорів окремих провідників: R = R₁ + R₂ +…+R_n

При паралельному з’єднанні обернена величина опору дорівнює сумі обернених опорів окремих провідників:

В джерелі струму за рахунок будь-якого виду енергії створюється електрична енергія, яка в свою чергу може перетворюватись в еквівалентну кількість іншого виду енергії (теплову, механічну тощо). Мірою перетворення електричної енергії є робота струму: А = IUt = = I²Rt ,

де U – різниця потенціалів на кінцях провідника зі струмом I; t – час проходження струму, R – опір провідника.

Потужність електричного струму обчислюється за формулою

P = = IU= =I²R

Кількість теплоти, що виділяється у провіднику опором R за час t при протіканні струму силою І, визначатьсязаконом Джоуля-Ленца:

Q = I²Rt = = IUt

Читайте також:

1. R – розрахунковий опір грунту основи, це такий тиск, при якому глибина зон пластичних деформацій (t) рівна 1/4b.
2. Активне управління інвестиційним портфелем - теоретичні основи.
3. Анатомо-фізіологічні основи статевого розвитку.
4. Біологічні основи мислительної діяльності.
5. Біомеханічні основи шинування при пародонтозі.
6. Біохімічні основи розвитку витривалості
7. Біохімічні основи розвитку силових і швидкісних якостей
8. Валютний ринок, основи його функціонування. Основні види валютних операцій
9. Вивчення основи слова і закінчення
10. Вимоги до гірських порід основи гребель
11. Виникнення права на позов і правові основи його реалізації
12. Випробування статичним навантаженням. Основи планування випробування.Оцінка стану конструкцій за результатами статичних випробувань

Переглядів: 2179