Электрический заряд. Закон Кулона. Электростатическое поле (ЭСП). Напряженность ЭСП. Принцип суперпозиции. Силовые линии ЭСП.

Объяснение электризации было осуществлено в 1881 году Гельмгольцем, который выдвинул гипотезу о существовании электрически заряженных элементарных частиц. Впоследствии эта гипотеза подтвердилась открытием в 1897 году Томсоном электрона. Электрон имеет электрический заряд равный Кл., который называется элементарным. Величина любого заряда q, кратна элементарному, т.е. q=ne (где n – целое число). Тела, в которых электрические заряды могут свободно перемещаться, называются проводниками, например, все металлы являются хорошими проводниками. Тела, в которых возможность перемещения зарядов весьма ограничена, называются диэлектриками или изоляторами, заряды в таких телах называются связанными или поляризационными. Промежуточные положение занимают полупроводники. Их электропроводность в значительной мере зависит от внешних условий, главным образом от температуры.

В изолированной системе алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной. Это утверждение носит название закона сохранения заряда. Наличие у тела электрического заряда проявляется в том, что такое тело взаимодействует с другими заряженными телами. Тела, несущие заряды одинакового знака, отталкиваются друг от друга. Тела, заряженные разноименно, притягиваются друг к другу. Закон, которому подчиняются силы взаимодействия так называемых точечных зарядов, был установлен в 1775 году Кулоном, согласно которому сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов прямопропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними

(13.1)

где - электрическая постоянная, - относительная диэлектрическая проницаемость.

В случае одноименных зарядов сила оказывается положительной, (что соответствует отталкиванию между зарядами). В случае разноименных зарядов сила отрицательна, что соответствует притягиванию зарядов.

Совокупность двух равных по величине разноименных точечных зарядов q, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, малом по сравнению с расстоянием до рассматриваемой точки поля называется электрическим диполем.(рис.13.1)

Произведение называется моментом диполя. Прямая линия, соединяющая заряды называется осью диполя. Обычно момент диполя считается направленным по оси диполя в сторону положительного заряда.

Взаимодействие между зарядами осуществляется через электрическое поле. Электрическое поле покоящихся зарядов называется электростатическим. Электростатическое поле отдельного заряда можно обнаружить, если внести в это поле другой заряд, на который в соответствии с законом Кулона будет действовать определенная сила. Внесем в электрическое поле, созданное зарядом q, точечный положительный заряд, называемый пробным . На этот заряд, по закону Кулона, будет действовать сила

Если в одну и туже точку помещать разные пробные заряды , и т.д., то на них будут действовать различные силы, пропорциональные этим зарядам. Отношение для всех зарядов, вносимых в поле, будет одинаковым и будет зависеть лишь от q и r, определяющих электрическое поле в данной точке. Эта величина является силовой характеристикой электрического поля и называется напряженностью (E). Итак

,

т.е. напряженность данной точки электрического поля это сила действующая на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку.

Учитывая закон Кулона (13.1) нетрудно получить выражение для напряженности поля создаваемого точечным зарядом q

или в векторной форме

(13.2)

За единицу напряженности принимается напряженность в такой точке поля, в которой на единицу заряда действует единица силы.

Электрическое поле наглядно изображается с помощью силовых линий. Силовой линией электрического поля называется линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором напряженности поля. Силовые линии проводятся с такой густотой, чтобы число линий, пронизывающих воображаемую площадку 1м², перпендикулярную полю, равнялось величине напряженности поля в данном месте. Тогда по изображению электрического поля можно судить не только о направлении, но и о величине напряженности поля. Электрическое поле называется однородным, если во всех его точках напряженность Е одинакова. В противном случае поле называется неоднородным.

При положительном заряде, образующем поле, вектор напряженности направлен вдоль радиуса от заряда, при отрицательном - вдоль радиуса по направлению к заряду. Исходя из положительного заряда (или входя в отрицательный заряд) силовые линии теоретически простираются до бесконечности.

Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряженность системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряженностей полей от каждого заряда в отдельности.

(13.3)

Согласно принципу суперпозиции электрических полей можно найти напряженность в любой точке А поля двух точечных зарядов и (рис. 13.1). Сложение векторов и производится по правилу параллелограмма. Направление результирующего вектора находится построением, а его абсолютная величина может быть подсчитана по формуле

 

 

 

50.Работа по перемещению заряда в ЭСП. Потенциальная энергия и заряд ЭСП. Принцип суперпозиции. Теорема о циркуляции для ЭСП.

Работу по перемещению заряда в электростатическом поле удобно представить в виде  где U₁ и U₂ представляют собой величину потенциальной энергии в начальной и конечной точках при перемещения заряда в электростатическом поле. Потенциальная энергия и заряд ЭСП

Отношение величины потенциальной энергии пробного заряда в рассматриваемой точке электростатического поля к величине этого заряда называется потенциалом электростатического поля и является энергетической характеристикой электрического поля Для системы электрических зарядов

 и           →        что означает, что потенциалы подчиняются правилу аддитивности. Если заряд распределен в пространстве непрерывно, то  Принцип суперпозиции- результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил. Теорема о циркуляции для ЭСП Если в качестве перемещаемого заряда выбрать единичный точечный заряд, то работу сил поля можно выразить через напряженность Е

 Тогда при перемещении единичного точечного заряда по замкнутому контуру получим  Интеграл  называют циркуляцией вектора напряженности. Поле, у которого циркуляция вектора напряженности вдоль любого замкнутого контура равна нулю, называется потенциальным, а силы создающие это поле – консервативными.

51. Поток вектора напряженности ЭСП. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчету ЭСП. Бесконечной равномерно заряженной плоскости.

 Если поле неоднородно или поверхность, через которую вычисляется поток, не является плоской , то определение потока нужно применить к бесконечно малому элементу поверхности, а именно записать: Тогда поток через всю поверхность S будет: , где . Теорема Гаусса — один из основных законов электродинамики. Выражает связь (а именно равенство с точностью до постоянного коэффициента) между потоком напряжённости электрического поля сквозь замкнутую поверхность и зарядом в объёме, ограниченном этой поверхностью. Применение теоремы Гаусса к расчету ЭСП. Объёмная плотность заряда где dV — (бесконечно малый) элемент объема,

Поверхностная плотность заряда где dS — (бесконечно малый) элемент поверхности. Линейная плотность заряда  где dl — длина бесконечно малого отрезка. (Первая используется для зарядов, непрерывно распределенных по объему, вторая — для распределенных по поверхности, третья — для распределенных по одномерной линии (кривой, прямой).

искомая напряженность электрического поля равномерно заряженной плоскости . Применив теорему Гаусса, и учитывая Q = σ Δ S, получим (в системе СИ): из чего Поток вектора напряжённости равен (в силу (1)) потоку только через основания цилиндра, а он, в силу того, что E' и E'' перпендикулярны этим основаниям и в силу (2), равен просто 2EΔ S.

52. Поток вектора напряженности ЭСП. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчету ЭСП. Бесконечной равномернозаряженной нити.  Если поле неоднородно или поверхность, через которую вычисляется поток, не является плоской

Поле равномерно заряженной нити (цилиндра).  то определение потока нужно применить к бесконечно малому элементу поверхности, а именно записать:  Тогда поток через всю поверхность S будет: , где . Теорема Гаусса — один из основных законов электродинамики. Выражает связь (а именно равенство с точностью до постоянного коэффициента) между потоком напряжённости электрического поля сквозь замкнутую поверхность и зарядом в объёме, ограниченном этой поверхностью.

 В данном случае электрическое поле обладает аксиальной симметрией – не зависит от азимутального угла φ и координаты z и направлено вдоль радиус-вектора (рис.2.6). Поэтому для потока вектора E через выбранную цилиндрическую поверхность с осью, совпадающей с заряженной нитью, имеем: , где - элемент цилиндрической поверхности; l – длина произвольного участка нити.С другой стороны, по теореме Гаусса этот поток равен: причем , - линейная плотность заряда нити. Поле равномерно заряженной нити.Отсюда находим: .Искомая напряженность электрического поля равномерно заряженной нити:

53.Эквипотенциальные поверхности. Связь напряженности и потенциала. ЭКВИПОТЕНЦИА́ ЛЬНАЯ ПОВЕ́ РХНОСТЬ, поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковое значение j= const. На плоскости эти поверхности представляют собой эквипотенциальные линии поля. Используются для графического изображения распределения потенциала. Эквипотенциальные поверхности замкнуты и не пересекаются. Изображение эквипотенциальных поверхностей осуществляют таким образом, чтобы разности потенциалов между соседними эквипотенциальными поверхностями были одинаковы. В этом случае в тех участках, где линии эквипотенциальных поверхностей расположены гуще, больше напряженность поля. Эквипотенциальными поверхностями поля точечного электрического заряда являются сферы, в центре которых расположен заряд. Эквипотенциальные поверхности однородного электрического поля представляют собой плоскости, перпендикулярные линиям напряженности. Поверхность проводника в электростатическом поле является эквипотенциальной поверхностью.Электрическое поле характеризуется двумя физическими величинами: напряженностью (силовая характеристика) и потенциалом (энергетическая характеристика). Выясним как они связаны между собой. Пусть положительный заряд q перемещается силой электрического поля с эквипотенциальной поверхности, имеющей потенциал фи0, на близко расположенную эквипотенциальную поверхность, имеющую потенциал Напряженность поля Е на всем малом пути dx можно считать постоянной. Тогда работа перемещения С другой стороны . Из этих уравнений получаем Знак минус обусловлен тем, что напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала, тогда как градиент потенциала направлен в сторону возрастания потенциала.

54. Диэлектрики. Связанные и сторонние заряды. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризованности. Диэлектрические проницаемость и восприимчивость. Диэлектрики, вещества, плохо проводящие электрический ток. Состоит из молекул(атомов).3типа диэлектриков: неполярные-диэл. с неполярными молекулам(H2, O2).Полярные диэл они с полярными молекулами(вода, спирт). Ионные диэл имеют ионную кристаллическую решётку. Связанные заряды-нескампенсированные заряды, которые появились в результате поляризации на поверхности диэлектрика в электрическом поле.Они не могут передвигаться свободно и перемещаться только внутри молекул. Сторонние заряды-первичные источники электрического поля в диэлектрике, E=E0+Eштрих (E-вектор)Е0вектор и Ештрих вектор – это макрополя. ПОЛЯРНЫЕ МОЛЕКУЛЫ, молекулы, обладающие постоянным дипольным моментом в отсутствие внеш. электрич. поля. Дипольный момент присущ таким молекулам, у к-рых распределение электронного и ядерного зарядов не имеет центра симметрии. чем больше дипольный момент, тем сильнее полярность В-ва, образованные сильно полярными молекулами как правило, хорошо раств. В случае неполярных молекул происходит смещение в пределах молекул их положительных зарядов в направлении внешнего поля и отрицательных в противоположном направлении. Для вещества, состоящего из полярных молекул, под действием момента сил происходит преимущественное выстраивание молекул в направлении внешнего поля. В обоих случаях (неполярных и полярных молекул) в результате появляется дипольный момент и у всего объема диэлектрика.Поляризацией диэлектрика называется процесс, в результате которого физический обьект(атом, молекула, ТВ.тело идр.)приобретает электрический дипольный момент. Степень поляризации диэлектрика характеризуется векторной величиной, которая называется поляризованостью или вектором поляризации (P). Поляризованность определяется как электрический момент единицы объема диэлектрика где N - число молекул в объеме . Поляризованность P часто называют поляризацией, понимая под этим количественную меру этого процесса. ДИЭЛЕКТРИ́ ЧЕСКАЯ ПРОНИЦА́ ЕМОСТЬ, безразмерная величина e, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия F между электрическими зарядами в данной среде меньше их силы взаимодействия F_o в вакууме: e =F_о/F. Диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком. Диэлектри́ ческая восприи́ мчивость (или поляризу́ емость) вещества — физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Диэлектрическая восприимчивость χ _e — коэффициент линейной связи между поляризацией диэлектрика P и внешним электрическим полем E в достаточно малых полях:

 

55. Теорема Гаусса для диэлектриков. Вектор электрического смещения. В диэлектрике теорема Гаусса справедлива для потока вектора электрической индукции D:
div D = 4*(пи)*g, где g - суммарный свободный заряд внутри поверхности S. Если электрическое поле имеет место в диэлектрике, то наблюдается поляризация вещества и появляются связанные электрические заряды. Учитывают поляризацию с помощью ектора поляризации , который для анизотропных и однородных сред выражается через напряженность поля следующим образом: , где c – диэлектрическая восприимчивость вещества (диэлектрика). Вектор поляризации равен также поверхностной плотности связанных зарядов, возникающих в диэлектрике под воздействием внешнего электрического поля (Р = s_связ ).Кроме этого, при анализе электростатических полей используют вектор электрического смещения  Единицей электрического смещения является кулон на метр квадратный (Кл/м²).Величина e = e₀ + c является основной характеристикой диэлектрика и называется абсолютной диэлектрической проницаемостью. Отношение e_r = e/e₀ называют относительной диэлектрической проницаемостью.

56. Проводники в ЭСП. Индукционные заряды. Напряженность и потенциал внутри и вблизи поверхности проводника. Электростатическая защита. Проводники - это вещества, в которых есть свободные заряды. Свободные заряды - заряды частиц, которые могут перемещаться внутри проводника (под действием электрического поля). К проводникам относятся в первую очередь металлы, в которых носителями свободных зарядов являются электроны. Электростатического поля внутри проводника нет. Если бы оно там было, свободные зарядыдвигались бы под действием кулоновских сил упорядоченно, чего в реальности не происходит. Внутри проводника напряжённость поля равна нулю, то поток напряжённости через любую замкнутую поверхность внутри него равен нулю. Значит, равен нулю заряд внутри любой замкнутой поверхности внутри проводника. Отсюда следует, что, так как внутри проводника заряда нет, то весь его заряд сосредоточен на поверхности. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами. Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника). Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника. Рассмотрим какую-либо заряженную поверхность произвольной формы с поверхностной плотностью заряда   разделяющую два полупространства в которых есть электростатическое поле Возьмем бесконечно малую площадку dS и построим цилиндр очень малой высоты (консервную банку). Тогда по теореме Гаусса (поток через боковую поверхность пренебрежимо мал) имеем В проекциях на единую нормаль , проведенную от первой области ко второй  Электростатическая защита - защита приборов и оборудования, основанная на том, что напряженность электростатического поля внутри проводника равна нулю. Заряд статического электричества возникает на поверхности материалов (особенно диэлектриков) в езультате контакта этих материалов посредством трения, отделения или соединения поверхностей, деформаций, разрыва и т. п.Основной причиной возникновения заряда на поверхности материалов при указанном контакте их является образование так называемого двойного слоя, т. е. образование положительных и отрицательных зарядов, расположенных друг против друга, на соприкасающихся поверхностях в виде противоположно заряженных слоев.

57.Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Соединения конденсаторов. Электроемкость уединенного проводника - это физическая величина, численно равная заряду, необходимoму для повышения потенциала проводника на 1 В. Электрический конденсатор представляет собой систему из двух проводников электрического тока (обкладок), разделенных диэлектриком. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая емкость, или просто емкость, которая характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость конденсатора определяется отношением накапливаемого на одной из обкладок электрического заряда к приложенному напряжению: С=q/U. Она зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения обкладок.В цепях постоянного тока конденсатор не проводит электрический ток, поскольку между его обкладками находится диэлектрик.Электроемкость плоского конденсатора. Плоский конденсатор представляет из себя две плоские пластины, расстояние между которыми d мало по сравнению с их линейными размерами. Это предположение позволяет пренебречь малыми областями неоднородности электрического поля у краев пластин и считать, что все поле однородно и сосредоточено между пластинами. Заряд конденсатора Q - это заряд положительно заряженной пластины.Емкость конденсатора определяется как величина, численно равная заряду, необходимому для изменения разности потенциалов пластин, напряжения U между обкладками, на 1 В: Заполнение пространства между пластинами диэлектриком, очевидно, увеличит емкость в раз. У конденсаторов существует два вида соединения: последовательное и параллельное. Последовательное соединение. В этом случае обкладка одного конденсатора, заряженная отрицательно, соединена с обкладкой другого конденсатора, заряженного положительно. На рисунке показан пример последовательного соединения конденсаторов. Параллельное соединение. При параллельном соединении конденсаторов положительно заряженные обкладки соединены с положительно заряженными, а отрицательно заряженные — с отрицательными. С_общ = С₁ + С₂ + С₃

 

 

58.Энергия системы точечных зарядов. Энергия заряженного конденсатора. Энергия ЭСП. Плотность энергии. используем формулу потенциала уединенного заряда где φ ₁₂ и φ ₂₁ — соответственно потенциалы, которые создаются зарядом Q₂ в точке нахождения заряда Q₁ и зарядом Q₁ в точке нахождения заряда Q₂. Согласно,

поэтому W₁ = W₂ = W и Добавляя к нашей системе из двух зарядов последовательно заряды Q₃, Q₄, ..., можно доказать, что в случае n неподвижных зарядов энергия взаимодействия системы точечных зарядов равна где φ _i — потенциал, который создается в точке, где находится заряд Q_i, всеми зарядами, кроме i-го.Энергия заряженного конденсатора. Конденсатор состоит из заряженных проводников поэтому обладает энергией, которая из формулы  равна  где Q — заряд конденсатора, С — его емкость, Δ φ — разность потенциалов между обкладками конденсатора.Энергия электростатического поля. Используем выражение (4), которое выражает энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, и спользуя выражением для емкости плоского конденсатора (C=ε ₀ε S/d) и разности потенциалов между его обкладками (Δ φ =Ed. Тогда где V= Sd — объем конденсатора. Формула говорит о том, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, — напряженность Е. Плотность энергии — количество энергии на единицу объёма. -это плотность энергии упругого тела, где ε — относительная деформация, E — модуль Юнга

59. Электрический ток в проводниках. Характеристики электрического тока. Источник тока. ЭДС. Однородный и неоднородный участки цепи.электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока. В настоящее время человечество использует четыре основные источника тока: статический, химический, механический и полупроводниковый, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Раздельные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой - отрицательно.Электрический ток в проводниках представляет собой: в металлах — направленное движение электронов (проводники первого рода); в электролитах — направленное движение положительных и отрицательных ионов; в плазме — направленное движение электронов и ионов обоих знаков За направление электрического тока условились считать направление движения положительно заряженных частиц. Сила тока — скалярная физическая величина, равная отношением заряда Δ q, проходящего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени Δ t, к этому промежутку:  Плотность тока j — это векторная физическая величина, модуль которой равен отношению силы тока I в проводнике к площади S поперечного сечения проводника: источник тока - это элемент электрической цепи, поддерживающий в этой цепи ток заданного значения, не зависящего от сопротивления прочих элементов цепи. Электродв и жущая с и ла (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через E_стр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L) равна , где dl — элемент длины контура. Однородный и неоднородный участки цепи. Поле, в каждой точке которого вектор напряженности остается постоянным по величине и направлению, называется однородным. В противном случае поле называется неоднородным. Поля точечных зарядов - неоднородные поля.. Закон Ома для однородного участка цепи. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на нем и обратно пропорциональна сопротивлению участка I = U / R. Закон Ома для неоднородного участка цепи- Сила тока в неоднородном участке цепи прямо пропорциональна сумме разности потенциалов на его концах и действующей в нем ЭДС и обратно пропорциональна сопротивлению участка: I = (φ ₁ − φ ₂ + ε ) / (R + r), где R - сопротивление внешнего участка цепи, r - внутреннее сопротивление.

60. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах. Закон Ома для однородного участка цепи. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на нем и обратно пропорциональна сопротивлению участка I = U / R. Закон Ома для неоднородного участка цепи- Сила тока в неоднородном участке цепи прямо пропорциональна сумме разности потенциалов на его концах и действующей в нем ЭДС и обратно пропорциональна сопротивлению участка: I = (φ ₁ − φ ₂ + ε ) / (R + r), где R - сопротивление внешнего участка цепи, r - внутреннее сопротивление.. Закон Ома для полной цепи Сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи: I = ε / (R + r).Закон Джоуля-Ленца. Количество теплоты, выделившейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока: Q = I² R t.Если в проводнике течет постоянный ток и проводник остается неподвижным, то работа сторонних сил расходуется на его нагревание. Опыт показывает, что в любом проводнике происходит выделение теплоты, равное работе, совершаемой электрическими силами по переносу заряда вдоль проводника. Если на концах участка проводника имеется разность потенциалов , тогда работу по переносу заряда q на этом участке равна По определению I= q/t. откуда q= I t. Следовательно Так как работа идет па нагревание проводника, то выделяющаяся в проводнике теплота Q равна работе электростатических сил ЭТО Соотношение выражает закон Джоуля-Ленца в интегральной форме. Введем плотность тепловой мощности , равную энергии выделенной за единицу время прохождения тока в каждой единице объема проводника где S - поперечное сечение проводника, l- его длина. Используя и соотношение , получим Но - плотность тока, а , тогда с учетом закона Ома в дифференциальной форме , окончательно получаем Формула выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

61. Соединение сопротивлений в ЭДС. Правила Кирхгофа. Основной характеристики источника является электродвижущая сила ^[1] (ЭДС) – работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда Суммарная работа электростатических и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда называется электрическим напряжением на участке цепи когда сторонние силы отсутствуют, электрическое напряжение совпадает с разностью потенциалов электрического поля. чевидно, что работа по преодолению этих сил не зависит от направления движения, так как силы сопротивления всегда направлены в сторону, противоположную скорости движения частиц. Так как силы сопротивления пропорциональны средней скорости движения частиц, то работа по их преодолению пропорциональна скорости движения, следовательно, силе тока силе. Таким образом, мы можем ввести еще характеристику источника – его внутренне сопротивление r, аналогично обычному электрическому сопротивлению. Работа по преодолению сил сопротивления при перемещении единичного положительного заряда между полюсами источника равна . Еще раз подчеркнем, эта работа не зависит от направления тока в источнике. Правила Кирхгофа Правило вытекает из закона сохранения заряда и состоит в том, что алгебраическая сумма сил токов l_k, сходящихся в любой точке разветвления проводников (узле), равна нулю, т. е. l — число токов, сходящихся в данном узле, причём токи, притекающие к узлу, считаются положительными, а токи, вытекающие из него, — отрицательными. Второе К. и. в любом замкнутом контуре, произвольно выделенном в сложной сети проводников алгебраическая сумма всех падений напряжений l_kR_k на отд. участках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил (эдс) E_k в этом контуре, т. е. здесь m — число участков в замкнутом контуре), I_k и R_k — сила тока и сопротивление участка номера k; при этом следует выбрать положительное направление токов и эдс, например, считать их положительными, если направление тока совпадает с направлением обхода контура по часовой стрелке, а ЭДС повышает потенциал в направлении этого обхода, и отрицательными — при противоположном направлении.

 

 

.

 

 

⇐ Предыдущая3456789101112

Поделиться: