на тему:
По сучасних уявленнях, електричні заряди не діють один на одного безпосередньо. Кожне заряджене тіло створює в навколишньому просторі електричне поле, яке робить силову дію на інші заряджені тіла.
Головна властивість електричного поля – дія на електричні заряди з деякою силою. Таким чином, взаємодія заряджених тіл здійснюється не безпосереднім їх впливом один на одного, а через електричні полюси, що оточують заряджені тіла.
Для кількісного визначення електричного поля вводиться силова характеристика - напруженість електричного поля.
Напруженістю електричного поля називають фізичну величину, рівну відношенню сили, з яким поле діє на позитивний спробний заряд, поміщений у дану точку простору, до величини цього заряду:
Напруженість електричного поля – векторна фізична величина. Напрямок вектора
Напруженість електричного поля, створюваного системою зарядів у даній точцы простору, дорівнює векторній сумі напруженостей електричних полів, створюваних у тій же точці зарядами окремо:
Це властивість електричного поля означає, що поле підкоряється принципу суперпозиції.
Відповідно до закону Кулона, напруженість електростатичного поля, створюваного точковим зарядом Q на відстані r від нього, дорівнює по модулю
Це поле називається кулонівським. У кулонівському полі напрямок вектора
Для наочного представлення електричного поля використовують силові лінії. Ці лінії проводяться так, щоб напрямок вектора
Рис.1. Силові лінії електричного поля
Рис. 2. Силові лінії кулонівських полів
Рис. 3. Силові лінії поля електричного диполя
Теорія електричних кіл
Закони Кірхгофа
1 закон. I (відноситься до вузла) Сума струмів, які підходять до вузла дорівнює сумі струмів, які виходять з вузла.
II Алгебраїчна сума струмів у вузлі дорівнює 0
2 закон. (відноситься до контуру) Алгебраїчна сума ЕРС, які включені в контур = алгебраїчній сумі падінь напруг на резисторах контуру.
Порядок складання рівнянь
1. Довільно вказуємо напрям струмів в вітках (один раз)
2. В алгебраїчній сумі по першому закону (друге формулювання) зі знаком плюс враховуються ті струми, які підходять до вузла, зі знаком мінус – які виходять з вузла.
3. В другому законі Кірхгофа в алгебраїчній сумі ЕРС зі знаком плюс враховуються ті ЕРС, які співпадають з напрямом обходу контуру, якщо ні – зі знаком мінус. В алгебраїчній сумі падінь напруги зі знаком плюс враховуються напруги на тих резисторах, струм через яких співпадає з обходом контуру, якщо ні зі знаком мінус.
Приклад до закону Кірхгофа
I1=I2+I3 ; I1-I2-I3=0
E1-E2=I1R1+I2R2
-E2+E3=-I2R2+I3R3
E1+E3=I1R1+I3R3
Нерозгалужене електричне коло
1. Довільно вказуємо напрямок струму
2. По другому закону Кірхгофа складаємо рівняння:
Якщо струм при розрахунку зі знаком мінус, то дійсний напрямок струму протилежний вибраному.
Рівняння ? помножимо на струм I :
В лівій частині виразу кожна складова EI – являє собою потужність джерела енергії.
В правій частині кожна
Вираз ‚ - це математичне вираження балансу потужності (закон збереження енергії).
Послідовне з’єднання елементів кола
Напруги на резисторах при послідовному з’єднанні розподіляються прямо пропорційно їх опорів.
U1=IR1
U2=IR2
Згідно другому закону Кірхгофа можна записати:
U=U1+U2
U=IR1+IR2 *I
Паралельне з’єднання елементів кола
Еквівалентний опір для двох паралельно – з'єднаннях опорів:
Струм в колі:
Формула опору:
Формула чужого опору:
- це фізична величина, яка характеризує властивість провідника накопичувати енергію електричного поля.
- залежить від форми, розмірів провідника і середовища, в якому він знаходиться.
Ємність характеризує зв’язок між зарядом і потенціалом провідника.
Послідовне з’єднання
В результаті електростатичної індукції на конденсаторах будуть однакові заряди. Q1=Q2=Q
Розподіл напруг
Напруги розподіляються обернено пропорційно величині їх ємностей
Еквівалентна ємність
Паралельне з’єднання
1. Електричне поле: властивості та напрямки використання. – К., 1992.
2. Фізична енциклопедія. – М., 1999.