Лекции и конспекты по физике

Электродинамика
Электрический заряд
Электрическое поле в вакууме
Работа электрических сил
Потенциал электростатического поля
Графическое изображение электростатического поля
Практическое занятие по физике
Тепловое излучение
Специальная теория относительности

Законы фотоэффекта

Теория атома водорода по Бору
Волновые свойства микрочастиц
Контрольная работа № 1
Уравнение Шредингера
Квантовая модель атома водорода
Многоэлектронные атомы. Принцип Паули

Квантовая теория свободных электронов в металле

Нерелятивистская квантовая механика
Атомное ядро. Закон радиоактивного распада.
Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.
Лекции и конспекты по физике

Векторы электромагнитного поля

Закон электромагнитной индукции
Теорема Гаусса в дифференциальной форме
Векторные операции в различных системах координат
Силовые линии и эквипотенциальные поверхности
Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.
Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
Плоскопараллельное поле
Ёмкость
Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров
Формулы Максвелла
Ротор (вихрь)
Электрическое поле в проводящей среде
Магнитное поле постоянных токов
Расчет магнитных экранов
Энергия магнитного поля
Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде
Плоская волна в проводящей среде
Теорема Умова-Пойнтинга
Поверхностный эффект
Атомная физика
Атомные ядра

РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
 

Ёмкость.

Если два каких – либо проводящих тела разделены диэлектриком и несут на себе равные по величине и противоположные по знаку заряды q1=q2=q,то в пространстве между ними создаётся электрическое поле. Пусть φ1 – потенциал первого тела, φ1 – второго.

Под ёмкостью С между этими телами понимают абсолютную величину отношения заряда на одном из тел к напряжению между телами.

 измеряется  в фарадах. Размерность .

Устройства, предназначенные для получения определённой величины ёмкости, называются КОНДЕНСАТОРАМИ. Однако не следует думать, что ёмкостью обладают только специально созданные для её получения устройства.

Ёмкостью обладают любые два проводящих тела, разделённые диэлектриком.

Т.к. напряжение между телами в электростатическом поле может быть линейно выражено через заряд q, то отношение q/U оказывается независящим ни от q, ни от U (исключение составляют устройства, в которых используют сегнетоэлектрики – вещества у которых ε=f(E) ).

Ёмкость зависит только от конфигурации тел, их размеров, от расстояния между телами, от электрических свойств диэлектрика ε.

9. Определение ёмкости по картине поля.

Заряд тела равен, согласно постулату Максвелла, полному потоку смещения сквозь сечение всех трубок поля, начинающихся на теле. Если число трубок равно m1 , то q=m1 ∆ψD. Разность потенциалов между двумя телами равна:

,

где m2 – число интервалов между соседними линиями равного потенциала.

Таким образом: .

Если обозначить средние размеры ячеек :

∆a – по направлению линии равного φ.

∆n – по направлению поля .

m1 и m2 – находят из построенной картины поля.

 

10. Поле и ёмкость двухпроводной линии.

Провода реальной линии передачи имеют конечные сечения. Распределение электрического заряда по поверхности проводов при этом зависят от формы их сечений и будет неравномерным даже для проводов круглого сечения. Последнее утверждение становится очевидным, если принять во внимание притяжение зарядов разного знака, расположенных на прямом и обратном проводах. Поверхностная плотность заряда должна иметь максимум в точках двух проводов, находящихся на кратчайшем расстоянии друг от друга.

Распределение заряда по поверхности проводов неизвестно, что весьма осложняет задачу. Однако в важном частном случае для проводов круглого сечения задача может быть решена точно, если заметить, что в поле 2х линейных проводов все поверхности равного потенциала являются поверхности круглых цилиндров. Всегда можно расположить оси линейных проводов так, чтобы две поверхности равного потенциала совпали с поверхностями реальных проводов.

Поле внутри металлических проводов будет отсутствовать. Поле же в диэлектрике при такой замене реальных проводов эквивалентными им линейными остаётся без изменения, т.к. при этом удовлетворяется основное граничное условие постоянства потенциала на поверхности провода. Таким образом, задача расчета поля двух проводов круглого сечения сводится к отысканию положения эквивалентных им линейных проводов или, как говорят, к нахождению электрических осей проводов.

Обозначим через D – расстояние между геометрическими осями проводов и через   - расстояние от геометрической оси до плоскости нулевого потенциала. Пусть х0 и R - координаты центра и радиуса окружности равного потенциала, совпадающей с окружностью сечения провода.

Имеем   и R0=R и согласно выражениям для  и R0 получаем:

  .

Отсюда не трудно убедиться, что  т.к. . Эта формула и даёт возможность определить положение электрических осей по заданному расстоянию D=2h между геометрическими осями и радиусу R сечения проводов.

Нас интересует разность потенциалов цилиндров. Для определения потенциалов цилиндров выберем на их поверхности точки, например, наиболее близкие друг к другу точки А и В.

Потенциал положительно заряженного провода:

Потенциал отрицательно заряженного провода:

Тогда:

,

т.к. , то

.

Для проводов, подвешиваемых на опорах ВЛ (h+b≈D, h-b«R), обычно R«D, тем более (h-b)«R и величиной (h-b) можно пренебречь по сравнению с R , т.е можно принять, что электрические оси проводов совпадают с геометрическими. Таким образом, получим для ёмкости на единицу длины:

Здесь необходимо сделать следующее замечание. Известно, что при наличии переменного магнитного поля электрическое напряжение между токами зависит от формы пути, соединяющего эти точки. Однако в длинных линиях переменного тока любой частоты линии   лежат в плоскостях поперечного сечения; контур, лежащий в этой плоскости, не пронизывается переменным магнитным потоком, поэтому циркуляция вектора  вдоль такого контура равна нулю, т.е. электрическое поле имеет потенциальный характер. Это и даёт возможность говорить об однозначном мгновенном напряжении между проводами.

Атомное ядро. Закон радиоактивного распада