Curent electric
2. Două sfere de metal de rază de 2 cm și 6 cm lungime conductor, subțire sunt conectate, dintre care capacitanță poate fi neglijată. Bile comunicate de încărcare 1 nC. Care sunt densitatea de încărcare suprafață de bile? (A: 49.8 nC / m2; 16,6 nC / m2) (§16.4)
3. Un punct material massoym = 10 mg, 5 nC purtător de sarcină, se află la o distanță infinită de sfera conductor neutru cu raza de 5 cm. Punctul de material ușor împingând în direcția centrului bilei. Ce viteză va fi la o distanță de 10 cm de la centru? (Raspuns: „2,6 m / s) (§16.5)
4. Punctul C este situat în colțul dintre două planuri perpendiculare reciproc conductor neutru așa cum se arată în Fig. Rasstoyaniea = 2 cm, dimensiuni bolshea semnificativ avioane. Care este lucrarea forțelor externe pentru transferul unui punct de sarcină, q = 1 NÎ de la infinit la acest punct? (A: -0.6 × 10-6 J) (§16.5)
5. Hollow sferice electrozi raze condensator 5cm și 10 cm pe jumătate umplut cu ulei, a cărui constantă dielectrică este 2.2. Care este capacitatea condensatorului rezultat? (Raspuns: 12.23 pF) (§16.6)
6. Cinci perechi de puncte conectate condensatoare cu capacitate C. Care este capacitatea C0 între oricare două dintre aceste puncte? (Raspuns: 2.5C) (§16.7)
7. Condensatorul umplut cu un pronitsaemostyue dielectric lichid = 2,2, încărcat, la un cost de 2 kJ energie. Apoi, fără a deconecta condensator de la sursa, dielectric scurs din ea, deconectat de la o sursă și descărcată. Care este energia eliberată în timpul descărcării? (Raspuns: „0,91 kJ) (§16.8)
8. Condensator plat cu plăci pătrate de 100 cm2, iar distanța dintre plăcile de 3 mm, este încărcat la o tensiune de 2 kV și deconectată de la sursa de alimentare. Cu o placă de largă putere de porțelan, cu o permeabilitate de 5 și 3 mm începe cu grosimea aspirat în condensator? (Raspuns: „0,94 mN) (§16.8)
Capitolul 17. Curentul electric direct. LEGILE DC
§17.1. concepte de bază
șoc electric, de regulă, vom numi mișcarea ordonată a unui număr macroscopice de încărcare fără legătură. Astfel, în teorie, conceptele curentului electric și taxa de liber nelegat coincid. Prin urmare, este clar că curentul poate avea loc numai în conductoare. sunt conductori:
· Metale (purtători de sarcină nelegat - electroni)
· Electroliți (purtători - ioni, atât pozitive cât și negative)
· Plasmă (purtător - ioni și electroni).
Curentul electric este caracterizat, în primul rând, vectorul densității de curent. care prin definiție este exprimată ca
.
În cazul în care n - concentrația purtătoare de sarcină nelegat la un anumit moment al conductorului; 0 q - purtător de sarcină; - viteza de viteza de mișcare sau de drift ordonate transportatorilor la un anumit moment al conductorului. Deoarece taxa de transport poate fi pozitiv sau negativ, vectorul densității de curent pot fi direcționate atât viteza de drift, și contra.
A doua caracteristică a curentului electric de bază se numește o putere de curent.
.
Aici, S - suprafața arbitrară în interiorul conductorului. Aceasta este puterea curentului prin orice suprafață din interiorul conductorului - este fluxul vectorului densității curentului prin suprafața.
Să considerăm produsul scalar, în cazul în care Ioan - proiecția direcției. Înmulțim cu o perioadă de timp elementar pe parcursul căreia curge încărcătura prin suprafața:
,
- cantitatea de încărcare nelegat intersectându dS suprafață elementare pe unitate de timp sau încărcați flux elementar. Prin urmare, este clar că
.
Astfel, o altă definiție a intensității curentului poate fi dat: fluxul de încărcare printr-o cantitate dată de încărcare sau de suprafață intersectându-l într-o direcție pe unitatea de timp.
sarcină electrică dispare și nu apare, prin urmare, în cazul în care S - suprafața închisă, atunci cantitatea de sarcină care a lăsat dincolo de S. pierdere egală de încărcare în cadrul acestuia:
.
Această ecuație se numește ecuația de continuitate. În cazul taxelor de curent nu se acumulează nicăieri, și nu scad în timp. Deci, la un curent constant
.
Deoarece, pereții laterali ai conductorului, care este o porțiune tsepipostoyannogo curent. taxele nu se intersectează, ecuația anterioară este satisfăcută pentru orice parte a lanțului: o taxa de flux care curge printr-o porțiune de un capăt al său, este egală cu taxa de curgere care curge prin cealaltă. În consecință, DC link-ul intensitatea curentului în toate secțiunile transversale ale aceluiași lanț. Secțiune transversală este o suprafață partiționat complet conductor parcurs de curent la fiecare punct al vectorului de densitate a curentului, care este perpendicular pe suprafața.
Unitatea de măsură de curent în SI numit Amperi
.
§17.2. legea lui Ohm în formă diferențială
Pe baza conceptelor clasice, putem spune că, în conductoare normale la mass-media q 0 forța de rezistență la curent. îndreptate împotriva vitezei de drift. Prin urmare, pentru a menține o viteză constantă de drift (care este necesară în cazul curent continuu de-a lungul conductorului, având o secțiune transversală constantă) trebuie să aibă o forță motrice. În acest rol poate pretinde numai forța electrostatică, deoarece acțiunea forțelor Coulomb, care vizează potențialul de egalizare a lungul conductorului și dispariția tensiunilor din conductor. Prin urmare, un curent constant, în plus față de forțele electrostatice trebuie să mențină forțele motrice cu natura non-electrostatic, care sunt generalizate denumirea forțelor externe. Astfel, dinamica curentului purtător în conductorul poate fi descris prin împărțirea tuturor forțelor în trei clase, rezistență, electrostatice și părți. Forțele de primă clasă îndreptate întotdeauna împotriva vitezei de drift, puterea celorlalte două clase pot fi îndreptate împotriva, și asupra vitezei de drift.
În general, forța motrice este suma
,
care a introdus vectorul forțelor externe, și vectorul forțelor motrice. Constanței vitezei driftului în descrierea clasică înseamnă că componenta tangențială a forței motrice este echilibrată de forța de rezistență. Prin urmare, la un curent constant
.
Dar, în primul rând, teoria DC a tuturor celor interesați în activitatea diferitelor forțe pe suportul de curent și componentele normale ale lucrării a fost efectuată. În al doilea rând, viteza purtătoare de drift este mică, iar razele curburilor căile media sunt suficient de mari. Prin urmare, accelerația normală a transportatorilor este mic, prin urmare, pot fi considerate componente normale neglijabile ale forțelor de conducere. și anume