08 elektryczność w

background image

ELEKTRYCZNOSC
Sila elektrostatyczna a grawitacyjna miedzy elektronem i protonem

N

R

m

m

G

F

H

e

p

G

47

2

10

61

,

3

=

=

F

E

= 8,19·10

-8

N,

czyli

2,27·10

39

razy wieksza od F

G

= 3,61·10

-47

N


Kwantyzacja ladunku - Wszystkie ladunki sa wielokrotnoscia e.
Ladunek elementarny e = 1,6·10

-19

C.

w ukl. SI 1 C = 1 As.


Zachowanie ladunku - Wypadkowy ladunek w ukladzie zamknietym (izolowanym) jest staly
(nie zmienia sie w czasie).

Prawo Coulomba

2

2

1

r

q

q

k

F

=

0

4

1

πε

=

k

, ogólnie

ε

πε

0

4

1

=

k

ε

0

= 8,854·10

-12

C

2

/(Nm

2

) - przenikalnosc elektryczna prózni (stala dielektryczna prózni),

ε

- stala dielektryczna substancji lub wzgledna przenikalnoscia elektryczna osrodka


Dipol elektryczny

+Q

-Q

l

q

F

F

2

F

1

r

r


Pole elektryczne - Ladunek próbny jest dodatni (umowa). Kierunek E jest taki sam jak F
(na ladunek dodatni).

q

F

E

r

r

=

Strumien pola elektrycznego

φ = E

S = E

S cos

α α - kat pomiedzy wektorem powierzchni

S i wektorem E

∆S

∆S’

F

E

α

3

1

r

p

qk

F

r

l

F

=

=

gdzie
p = Ql jest momentem di-
polowym.

S

d

d

E

=

φ

=

ia

powierzchn

S

E

r

r

φ

Suma ta przedstawia calke
powierzchniowa

=

S

S

E

r

r

d

φ

Pole elektryczne od n ladunków punktowych jest
równe sumie wektorowej pól elektrycznych (zasada
superpozycji)

Natezenie pola
elektrycznego

background image

Prawo Gaussa

S

Q

1

Q

2

Jednorodnie naladowana sfera

r

R

+Q



Jednorodnie naladowana kula

R

r

Q

Q

wewn

Wykres E w funkcji odleglosci od srodka jednorodnie naladowanej kuli.

Q

r

E

powierzchnia Gaussa o
promieniu r

k

k

Q

kQ

r

r

Q

k

r

E

π

ε

πε

ε

π

π

π

φ

4

1

4

1

4

)

4

(

)

4

(

0

0

0

2

2

2

=

=

=

=

=

=

+

=

+

=

=

S

E

S

E

S

E

E

S

E

r

r

r

r

r

r

r

r

r

d

d

d

)

(

d

2

1

2

1

calk

φ

φ

calk

= (Q

1

/

ε

0

) + (Q

2

/

ε

0

) = (Q

1

+ Q

2

)/

ε

0

0

.

.

4

d

ε

π

wewn

wewn

Q

kQ

=

=

S

E

r

r

=

=

)

4

(

d

2

r

E

dS

E

π

S

E

r

r

E(4

π

r

2

) = Q/

ε

0

Dla r > R

2

2

0

4

1

r

Q

k

r

Q

E

=

=

πε

Dla r < R, E = 0





=

=

=

3

3

0

2

4

)

4

(

R

r

Q

k

Q

r

E

S

d

E

wew

π

ε

π

r

r

r

R

Q

k

E

3

=

background image

kQ/R

2

R

E

r

Potencjal elektryczny

Róznica energii potencjalnych

=

B

A

pA

pB

E

E

r

F d

=

=

=

B

A

B

A

pA

pB

B

A

q

E

E

U

U

r

E

r

F

r

r

r

r

d

d

Elektryczna energia potencjalna

F – sila elektrostatyczna dzialajaca na ladunek q.

=

=

r

p

q

r

E

r

U

r

E

r

r

d

)

(

)

(

Energia potencjalna jest równa pracy wykonanej przeciw sile elektrycznej





−

=

=

=

=

r

r

r

p

r

qQk

r

r

Q

k

q

W

r

E

r

U

1

d

)

(

)

(

2

U(r) jest energia potencjalna ladunków q i Q

r

qQ

k

r

E

r

U

p

=

=

)

(

)

(

Potencjal elektryczny

q

r

U

q

W

q

r

E

r

V

r

p

)

(

)

(

)

(

=

=

=

Jedn. [J/C]=[V]

Potencjal dla ladunku punktowego

r

Q

k

V

=

=

=

=

B

A

AB

A

B

W

U

V

V

r

Ed


Plyty równolegle

V = – Ed

0

4

ε

σ

σ

π

=

=

k

E

stad

V =

σd/ε

0

S

Qd

V

0

ε

=



Elektronowolt

E

k

= e

V = (1,60·10

-19

C)(1 V) = 1,60·10

-19

J => 1 eV = 1,60·10

-19

J

0

Róznica

potencjalów

d

+s

-s

background image

Powierzchnia kazdego przewodnika jest powierzchnia stalego potencjalu (powierzchnia
ekwipotencjalna
).

Pojemnosc

U

Q

V

Q

C

=

=

Jedn. farad. 1F = 1C/1V. Dla kondensatora plaskiego

d

S

U

Q

C

0

ε

=

=


Energia pola elektrycznego

C

Q

q

C

q

q

U

W

Q

Q

2

0

0

2

1

d

d

=

=

=

Energia zgromadzone w kondensatorze

Dla kondensatora plaskiego

ES

Q

czyli

S

Q

E

0

0

,

ε

ε

=

=

oraz

C = e

0

S/d i

(

)

Sd

E

d

S

S

E

C

ES

W

2

2

2

2

0

0

2

2

0

2

0

ε

ε

ε

ε

=

=

=

, Sd - objetosc kondensatora

2

2

0

8

1

2

1

E

k

E

w

π

ε

=

=

Gestosc energii pola elektrycznego

Trzy wektory elektryczne

P

E

D

r

r

r

+

=

0

ε

D, E, P sa wektorami: indukcji elektrycznej, natezenia pola, polaryzacji.
D - ladunek swobodny,

ε

0

E - wszystkie ladunki, P - ladunek polaryzacyjny

+ + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - -


+ + + + + + + + + + +

D

ε

0

E

P

Porównanie pola grawitacyjnego i elektrycznego

Pole grawitacyjne g

Pole elektryczne E

1. zródlo pola

Masa m>0

Ladunek q>0, q<0

2. stosowalnosc

Obowiazuje, gdy v<<c

Obowiazuje zawsze

3. sila

Newtona

r

r

m

m

G

F

r

r

3

2

1

=

Coulomba

r

r

q

q

k

F

r

r

3

2

1

=

4. natezenie pola

r

r

Gm

m

F

g

r

r

r

)

/

(

/

2

=

=

r

r

kq

q

F

E

r

r

r

)

/

(

/

2

=

=

5. energia potencjalna

r

m

Gm

U

g

/

2

1

=

r

q

kq

U

E

/

2

1

=

6. potencjal pola

r

Gm

m

U

V

g

g

/

/

=

=

=

=

=

r

d

E

r

kq

q

U

V

E

E

r

r

/

/

7. praca

W

g

= U

g

= mV

g

W

E

= U

E

= qV

E

8. pole zachowawcze

Gdy

=

0

r

d

F

g

r

r

=

0

r

d

F

E

r

r


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
08 Elektrownie jądrowe obiegi
78 Nw 08 Elektronarzedzia
08 elektryczność w
72 Nw 08 Elektronowy kierunkowskaz
08 Elektrownie jądrowe obiegi
2003 08 Elektroniczna klepsydra
2002 08 Elektroniczny rygiel
72 Nw 08 Elektronowy kierunkowskaz
1998 08 Elektroniczne organki
78 Nw 08 Elektronarzedzia
Elektronika Praktyczna 2009 08
A15 Pole elektryczne w dielektrykach (01 08)
elektroenergetyka nr 08 01 e1
08 Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych
sprawozdanie 08, sem 3, Podstawy elektrotechniki i elektroniki, Laboratoria, sprawodzania 2011 zima
08, CW8FIZ, Zespół Szkół Elektronicznych
elektr zam publ 4 09 08
08 Wybrane Przyrzady Elektroniczne (2)
elektro wyklad 08 id 157932 Nieznany

więcej podobnych podstron