Energia câmpului electric
Poate (1) rescris:
W = Cu2 / 2 = q2 / 2c = qu / 2. (2)
Unde anume, adică în cazul în care, în condensator este localizată această energie? - On-ambreiaje ale condensatorului, de exemplu, privind taxele electrice sau în domeniul electric, adică în spațiul dintre electrozi. În viitor, vom fi în măsură să răspundă la această întrebare că energia este concentrată în domeniul electric. Dezvoltarea în continuare a teoriei și experimentul a arătat că câmpurile electrice și magnetice variabile în timp pot exista în mod izolat, au entuziasmat indiferent de sarcina lor, și distribuite în spațiu sub forma undelor electromagnetice capabile să transfere energie.
În acest sens, putem transforma (2), astfel, că aceasta include domeniul caracteristic-ka - intensitatea acesteia.
Să considerăm mai întâi un câmp omogen și aplica formula (1) la un condensator plan. obținem
W = ee0 SU 2 / 2d = ee0 (U / d) 2 Sd / 2, dar
U / d = E, un Sd - volumul ocupat de câmp.
Vedem că energia unui câmp electric uniform este proporțională cu volumul ocupat de câmp. Prin urmare, este recomandabil să vorbim despre energia fiecărei unități de volum, sau densitatea de energie volumetrică a câmpului electric. este
Ultima expresie este valabilă numai pentru un dielectric izotrop.
În cazul în care câmpul electric nu este uniformă, ea poate fi descompusă în volumele dV elementare și consideră că, în volumul infinitezimal al acestui câmp este uniform. Prin urmare, energia conținută în ecranul câmpurile dV, va W1 dV, iar energia totală a oricărui câmp electric poate fi reprezentat ca
În plus, integrarea se realizează pe parcursul întregului volum V, în cazul în care există un câmp electric.
Curent electric
Un curent electric este numită mișcarea direcțională a sarcinilor electrice. Curent cos-pătrunde în conductorul, datorită faptului că acesta este creat un câmp electric, numit curent de conducere. Atunci când taxele de conducere a încălcat distribuția lor de echilibru: suprafața conductorului nu mai este echipotențiale și liniile de câmp electric nu-I sunt corecta ^ deoarece Mișcarea de încărcare este necesar ca nick componenta tangențială la suprafață conductivă a intensității câmpului electric nu este egal cu zero (Et ¹ 0). Dar atunci trebuie să existe în interiorul câmpului electric conductor, deoarece, așa cum este cunoscut în câmpul electrostatic în interiorul conductorului nu numai în cazul unei distribuții de încărcare de echilibru pe suprafața conductorului. Mutarea taxelor - curent electric - continuă atâta timp cât toate conductorul nu devin echipotențială punct-TION.
astfel pentru apariția și existența conductivității electrice actuale două condiții sunt necesare.
Prezența Pervoe- în mediul purtătorilor de sarcină, adică particule încărcate pentru a muta kotoryemogli-l. Astfel de particule, după cum vom vedea în continuare, în metale sunt electroni de conducție în conductori lichizi (electroliti) ioni negativi --positive și negativi; în gaze - ioni pozitivi si electroni, precum și ioni negativi, uneori.
Al doilea - prezența în mediul câmpului electric, energia care a fost cheltuit pentru a fi sarcini electrice pe-remeschenie. Pentru ca curent să fie de lungă durată, energia câmpului trebuie să fie completat în orice moment, cu alte cuvinte, au nevoie de o sursă de energie electrică, Dispozitiv, în care transformarea oricărei forme de energie în energia câmpului electric. În funcție de proprietățile acestor surse pentru a distinge surse de tensiune electrică și surse de curent. Prin urmare, pentru a evita discrepanțe, vom folosi de acum înainte doar termenul de „sursă de energie electrică.“
deplasarea ordonată a taxelor poate fi efectuată într-un alt mod - mișcarea în spațiu a corpului încărcat (conductor sau dielectric). Un astfel de curent electric este numit curent de convectie. De exemplu, mișcarea orbitei Pământului, care are o sarcină negativă în exces, poate fi privit ca un curent de convecție.
Pentru direcția curentului acceptă în mod condiționat direcția de deplasare a rândurilor pozitive-zori.
Pentru caracteristicile curentului electric prin unele sau de suprafață (de exemplu, în cazul curentului conducție - prin secțiunea transversală a conductorului), conceptul de curent injectat.
de curent alternativ se numește cantitatea fizică I, egală cu raportul dintre DQ de încărcare, transmis prin suprafața S luate în considerare pentru o perioadă mică de timp dt, la valoarea intervalului:
Dacă puterea actuală și direcția nu se modifică în timp, curentul este chemat să stea. DC de
în care q - taxa transferată prin suprafața S într-un interval t finit.
Pentru curentul de conducere este constantă, taxele nu se acumulează sau diminua în orice parte a conductorului. Prin urmare, bucla de curent continuu trebuie să fie închisă, iar sarcina electrică totală care este prevăzută pentru 1 secundă. prin S1 suprafață în volum conductor cuprins între două secțiuni transversale selectate arbitrar S1 și S2 (figura 1), trebuie să fie egală cu taxa totală, vyho-dyaschemu din acest volum în timpul același timp prin suprafața S2 Astfel DC curent I în toate secțiunile de același conductor.
Unitatea amperaj SI - Amperi (A) - este determinată de interacțiunea electromagnetică dintre cele două ghidaje rectilinii paralele, cu privire la care curge un curent constant. Din (2) rezultă că 1A - este forța curentului electric constant, la care se transferă prin secțiune transversală în 1 secundă de încărcare egală cu 1K:
Pentru a caracteriza direcția curentului electric la diferite puncte ale densității de suprafață a introdus vectorului curent electric, care coincide cu direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv - transportatori și numeric egal cu purtarea off curentului dI prin mici suprafața elementului perpendicular pe direcția de mișcare a particulelor încărcate la Ds zona ^ a acestui articol:
In densitatea curentului SI măsurată în (A / m2).
Este evident că Ds = dI Jsosa = Jn dS. sau dI = J
unde `n - vector unitate perpendicular site-ul dS, Jn - proiecție J în direcția normal` n.
Intensitatea curentului prin orice suprafață S este egală cu
I = òJn Ds = ò dS J,
în cazul în care integrarea se realizează pe întreaga suprafață a suprafeței. Ulterior S este o secțiune transversală a conductorului. Pentru DC I = JS (4)
Circuitul de curent constant constând din conductori cu o arie a secțiunii transversale variabilă, fig. 1, densitatea de curent în diferite secțiuni S1 și S2 sunt invers proporționale cu domeniile acestor secțiuni: