Przenik. mag. próżni: μ0=4∏*10-7[N/A2] El: ε0=8,85*10-12[C2/N*m2]
C=A*S V=J/C Prawo Columba: Skalarnie: F=kQq/r2 [N=Nm2/C2 * C2/m2] k0=1/4∏ε0 [Nm2/C2] =9*109 * q=1,6·10-19[C] G=6,67·10-11
Wektorowo: F=kQq/r2 *i= kQq/r2 *r/r
ε0=[C2/Nm2]=[F/m] [C2/Nm2=c2/Nmm=C2/J*m=F/m] [1F=C/V=C2/J]
Natężenia P.El: E=F/q [N/C=N/C * m/m=J/Cm=V/m] E=1/4∏ ε * Q/r2 r/r
Skalarnie: E=kQ/r2 E=U/d [v/m] lub E=-dv/dl wekto: E=-gradV
Praca w polu elektrycznym: WAB=q(VB-VA)=qU Jednorodnym: WAC=qoESACcosa Centralnym: WAB=-kQq(1/rA -1/rB)
Energia potencjalna ładunku w polu el: Ep=kQq/r [Nm2/e2 * e2/m =J]
Potencjał: V=Ep/q [J/C=1V] V=kQq/r//q=kQ/r
Prawo Gaussa: ε0$\oint_{S}^{}\overset{\rightarrow}{E}d\overset{\rightarrow}{S} = q$ Str.P.el: $\varphi = \oint_{I}^{}{\overset{\rightarrow}{E}d{\overset{\rightarrow}{S} = Q/\varepsilon_{o}}}$ Q=$\sum_{i = 0}^{W}Q_{i}$ Potencjał dipola: V=q/4∏ε0 * r2-r1/r1r2
Energia P. el: W=Ep=1/2 * q2/C lub W=Ep=1/2 * CV2 [C2/F=C2//C/V=J]
Lorentza: F°=qr°xB° B~H B°=MoMrH° Bo=MoI/2∏r [T]
-Zad37: znaleźć indukcje p. mag. Wew i na zew. Nieskończenie dł. przew. O prom. R w którym płynie prąd I, jako funkcję o odległości r od środka przewodnika: Rys: I,R,r,dl°,B(strzałka w prawo stycznie). Z pr. Ampera $\oint_{r}^{}{\overrightarrow{B}d\overrightarrow{l} = \mu_{0}I'}$ $\oint_{r}^{}{\overrightarrow{B}d\overrightarrow{l}} = \oint_{o}^{}\text{Bdl} = B\oint_{}^{}\text{dl} = 2\pi rB$ →2πrB = μ0I′
I’zależy od r. a) r≥R I’=I 2πrB = μ0I B=Iμ0/(2πr) b)r≤R I’=I*$\frac{\pi r^{2}}{\pi R^{2}}$
2∏rB=μ0I$\frac{r^{2}}{R^{2}}$ B=$\frac{I\mu_{0}}{2\pi R^{2}}r$ Wykres B(r): do R jest B˜r dalej B˜1/r
-1Zad2kulki odpychają się z ład q=?: tg(a/2)=IFe°I/IFc°I Fe=kqq/r2
Odl m. kul. r=x x=2lsin(a/2). tg(a/2)=$\frac{\frac{1}{4\text{πε}}*\frac{q^{2}}{(2\text{lsin}\frac{a}{2})^{2}}}{\text{mg}}$ q=$\sqrt{\text{tg}\frac{a}{2}\text{mg}4\text{πε}(2\text{lsin}\frac{a}{2})^{2}}$
-2Zad:natężenie p.el.pkt leż. pom q1 i q2 oddalonych od siebie o r.: Rys: q2 A q1 oś y przez q1. ${\overrightarrow{E}}_{A} = \overrightarrow{E1} + \overrightarrow{E2}$=$\frac{1}{4\pi\varepsilon}\ \frac{q_{1}}{r_{1}^{3}}\left( - r_{1}\hat{i} \right) + \frac{1}{4\pi\varepsilon}\ \frac{q_{2}}{r_{2}^{3}}\left( r_{2}\hat{i} \right)$=
=$\text{\ \ }\frac{1}{4\pi\varepsilon}(\frac{q_{2}}{r_{2}^{2}} - \frac{q_{1}}{r_{1}^{2}})\hat{i}$ $\hat{i}$-pomijamy bo zgodny kier.
-3Zad: dipol. Obl Nat.p.el e odl d od śr dipola: a)na symetralnej:
E+=E-=$\frac{1}{4\text{πε}}\ \frac{Q}{(\frac{1}{2}l)^{2} + r^{2}}\text{\ \ \ \ \ }$E=2E+cosa E=$\frac{1}{4\text{πε}}\ \frac{\text{Ql}}{\lbrack(\frac{1}{2}l)^{2} + r^{2}\rbrack^{\frac{3}{2}}}$
b)na pr. łączącej: E-=$\frac{1}{4\pi\varepsilon}\ \frac{Q}{(r + \frac{1}{2}l)^{2}}$ E+=$\frac{1}{4\pi\varepsilon}\ \frac{Q}{(r - \frac{1}{2}l)^{2}}$ E=E+-E- E=$\frac{1}{4\pi\varepsilon}\ \frac{2rQl}{(r^{2} - (\frac{1}{2}l)^{2})^{2}}$
-4Zad: Cieki pręt o dł2a nał ze stałą gęstością liniową ład ℵ.Moduł nat. Pol. Jako f.odległości r od śr. Pręta: E=kQ/r3 $\hat{r}$ $\aleph = \frac{q}{x} = \frac{\text{dq}}{\text{dx}}$ dq=ℵdx
X2+r2=r’2 dE’=kdq/r’2=ℵdx/(x2+r2) De=2dE’cosa r/r’=cosa cosa=r/$\sqrt{x^{2} + r^{2}}$ dE=$\frac{2}{4\pi\varepsilon}\ \frac{\text{ℵdx}}{x^{2} + r^{2}}\ $r/$\sqrt{x^{2} + r^{2}}$ E=$\frac{\aleph}{2\pi\varepsilon}\ \frac{a}{r\sqrt{a^{2} + r^{2}}}$
-5Zad: Nieskończenie dł. Nić w próżni naładowaną ze stałą gęst. Ład. ℵ. Określić E i V jako f odle. Od R. (rys: walec wys h; →ra° do A od śr. E°ds°)
r= ra° $\text{\ \ \ }\oint_{S}^{}{\overset{\rightarrow}{E}d{\overset{\rightarrow}{S} = Q/\varepsilon_{o}}}$ E°=Q/(4∏€or2) E°IIdS° $\int_{S}^{}{Eds = \frac{q}{\varepsilon_{o}}}$ co90°=0 więc ↑↓pomi. $E\int_{S}^{}{ds = \frac{q}{\varepsilon_{o}}}$ q=ℵh E2∏rh=ℵh/ε0 E=2h/2∏rhε0=$\frac{\aleph}{2\pi\varepsilon_{0}}\frac{1}{r}$
$\varphi = - \int_{}^{}{\overset{\rightarrow}{E}d{\overset{\rightarrow}{r} =}} - \frac{\aleph}{2\pi\varepsilon_{0}}\int_{}^{}\frac{\text{dr}}{r} = - \frac{\aleph}{2\pi\varepsilon_{0}}lnr + c\text{ons}$ przyjm: φo=0 0=$= - \frac{\aleph}{2\pi\varepsilon_{0}}\ln r_{o} + cons$ $\varphi\left( r \right) = \frac{\aleph}{2\pi\varepsilon_{0}}\ln\frac{r_{o}}{r}$
-6Zad: za po. Pr. Gaussa pbl. Nat. p.el w śr kuli nał tak smao na cał pow. :
ρ=q/v=cons. 0≤r≤R ρV=q q=4/3∏r3ρ $\oint_{S}^{}{\overset{\rightarrow}{E}d{\overset{\rightarrow}{S} = Q/\varepsilon_{o}}}\varepsilon_{r}$ E$\int_{}^{}{ds = \frac{\frac{4}{3}\pi r^{3}\rho}{\varepsilon_{o}\varepsilon_{r}}}$
E4∏r2=$\frac{\frac{4}{3}\pi r^{3}\rho}{\varepsilon_{o}\varepsilon_{r}}$ E(r)=$\frac{\rho}{3\varepsilon_{o}\varepsilon_{r}}r$ Pot: V=-$\int_{}^{}{\overset{\rightarrow}{E}d\overset{\rightarrow}{r}}$ V=-$\int_{}^{}{\frac{\rho}{3\varepsilon_{o}\varepsilon_{r}}\text{rdr}} = \frac{\rho}{6\varepsilon_{o}\varepsilon_{r}}r^{2}$
-7Zad: Z jaką siłą jest wypych. Przew dł. z jedn.p.mag.o indukcji B. Jeżeli jest prostopadły do indukcji p.mag. i płynie w nim rpąd J.
dF°=Jdl°xB° dl°∟B° ∫dF°=∫Jdl°B° F=JB∫dl F=JBl [N]
-8Zad: W jedn. P. mag, o indukcji B Zn. Się Cewka prostokąt.(a,b) z 50 zw.
P,mag. Est II do kr. Boku.Jak wielki jest mom.pary sił działającej na cewke? Jeżeli płynie przez nią J: (rys: prostokąt(a,b) od góry płynie w →J więc u góry OXF° na dole O.F°. Strzałki pola w dół). dl°xB°=dlBsina F=JlB
Przy b: dl°IIB° więc F°=0 P.a: dl°∟B° Il°I=a F=JBL F50=50JBl [N] M=50b [J]
-9Zad: $\overrightarrow{\mathbf{E}}\mathbf{= - gradV}$ ; wykazać, żeV = $\int_{}^{}\overrightarrow{\mathbf{E}}\mathbf{d}\overrightarrow{\mathbf{r}}$. dV=-E°*dr° V=-$\int_{}^{}{\overrightarrow{E}*\overrightarrow{\text{dl}}}$
WAB=EqB-EqA=q(VB-VA)=-$\int_{a}^{b}{q\overrightarrow{E}d\overrightarrow{r}}$ VB-VA=-$\int_{a}^{b}{\overrightarrow{E}d\overrightarrow{r}}$ dV=-E°*dr° E°=-gradV=-$\overrightarrow{\nabla}$V
$\overrightarrow{\nabla} = \overrightarrow{i}\frac{d}{\text{dx}} + \overrightarrow{j}\frac{d}{\text{dy}} + \overrightarrow{k}\frac{d}{\text{dz}}$ 10zad:Pierścień R nał. Ład. q. V,E=? Na jakiej wys Nat=max?
Potencjał: dV=kdQ/r dV=dQ//4∏εor V(x)=$\int_{}^{}{\frac{\text{dQ}}{4\prod\varepsilon_{o}\sqrt{R^{2} + X^{2}}} = \frac{Q}{4\prod\varepsilon_{o}\sqrt{R^{2} + X^{2}}}\ \ }$ Natężenie:
E°=-gradV E°=-i°dv/dx = i°Ex Ex=-dv/dx=Q/4∏εo $\frac{x}{(R^{2} + {X^{2})}^{\frac{3}{2}}}$ E’(x)=0 -3x2(R2+X2)1/2+(R2+X2)1/2=0 -2x2+R2=0 Max E dla R$\frac{\sqrt{2}}{2}$
-jednostki: c2/J=F V=J/C C=As Mo=[Tm//A]=$\frac{\frac{\text{Vs}}{m^{2}}m}{A} = \frac{\text{Vs}}{\text{Am}} = \frac{\text{Wb}}{\text{Am}} = \frac{H}{m}$