Учебное пособие: Електроємність. Конденсатори. Закони постійного струму

де p- вектор поляризації, перший додаток у цьому виразі співпадає з густиною енергії поля в вакуумі. А другий додаток являє собою енергію, яка витрачається на поляризацію діелектрика.

Енергія конденсатора виражається через величину, що характеризує електростатичне поле – через напруженість Е. Це показує, що електростатичне поле має енергію.

Відповідь на запитання, яке з двох уявлень про локалізацію електростатичної енергії переважає і являється її носієм – заряди чи поле – може дати лише дослід. Електростатика вивчає постійні в часі поля нерухомих зарядів, тобто в ній поля і виражаючи їх заряди невіддільні одне від другого. Тому електростатика відповісти на поставлені запитання не зможе. Дальніший розвиток теорії і експерименту показує, що змінні поля можуть існувати відокремлено, незалежно від збудивших їх зарядів, і розповсюджуючись в просторі в вигляді електромагнітних хвиль, здатні переносити енергію. Це переконливо підтверджує основні положення теорії близькодії про локалізацію енергії в полі і то, що носієм енергії являється поле.

ВИСНОВКИ

Куля радіусом r має електроємність

.

Для того, щоб провідник мав велику ємність, він повинен мати дуже великі розміри.

На практиці використовуються конденсатори. Електроємність плоского конденсатора:

для циліндричного – електроємність має вираз:

.

Являючись основним елементом коливального контуру, конденсатори мають широке застосування в техніці зв’язку.

Заряджений конденсатор має енергію:

або .

Об’ємна густина енергії електричного поля конденсатора:

,

для ізотропного діелектрика:

.

Поле являється носієм енергії.

НАВЧАЛЬНА ЛІТЕРАТУРА

1. Гусева Г.Б. Курс физики. §30 - 32

2. Савельев И.В. Курс физики, т.1, Курс общей физики.-М.: 1989. § 9-12

3. Трофимова Т.И. Курс физики,-М.: Высшая школа, 1985, 432 с. § 83, 86

План лекції

з навчальної дисципліни

ФІЗИКА

Тема ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ

При вивченні постійного електричного струму, необхідно враховувати, що основні поняття постійного струму курсантам відомі із курсу фізики середньої школи. Тому необхідно особливу увагу звернути на основні характеристики постійного струму , одиниці їх вимірювання, а також на нові поняття : закон Ома в диференціальній формі та на узагальнений закон Ома. Необхідно пам’ятати , що матеріал лекції має дуже важливе значення для вивчення спеціальних /ТЕРЦ/ та воєнно-спеціальних дисциплін.

ВСТУП

Протягом віків наука і техніка та їх розвиток були тісно пов’язані з вченням про електрику. Це вивчення є основою науково-технічного прогресу. Заряд електрона є найменшою частинкою електрики в природі, а заряд ядра завжди кратний заряду електрона.

Заряджені частинки, як і самі атоми та молекули, знаходяться в безперервному русі і взаємодіють між собою. Причому, цей рух не впорядкований. Якщо ж виникає впорядкований рух зарядів – виникає електричний струм. На лекції будуть розглянуті основні характеристики та закони електричного струму, які мають важливе практичне значення і, звичайно, вони широко використовуються в військовій техніці зв’язку.

ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОСТІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

В електростатиці вивчалась взаємодія нерухомих зарядів і поле цих зарядів – електростатичне поле. При рухові зарядів виникають інші явища, виникає електричний струм. Електричним струмом називають упорядкований рух електричних зарядів. В металах електричний струм являє собою упорядкований рух електронів проти електричного поля, в електролітах – іонів різних знаків у протилежних напрямках, у газах - електронів та іонів і ін. Такий струм називають струмом провідності. Якщо ж рух зарядів відбувається разом з тілом. На якому вони знаходяться, то такий струм називають конвекційним . Наприклад, конвекційний струм виникає при падінні заряджених краплин води в атмосфері під дією сили тяжіння. Рух заряджених мікроскопічних частинок під впливом електричного поля в вакуумі називають струмом в вакуумі.

За напрям електричного струму умовились вважати напрям руху позитивних зарядів. Якщо струм створюється негативно зарядженими частинками, то напрям струму вважають протилежним до напряму руху цих частинок. Кількісними характеристиками електричного струму є скалярна величина – сила струму I та векторна величина – густина струму .

Силою струму називають фізичну величину, яка чисельно дорівнює заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.