Probleme me temën Forca e fushës elektrike. Paragjykimi elektrik

NGARIKIM ELEKTRIKE. GJERIMËT E KOSOVËS.

Ngarkesa elektrike q - sasi fizike, i cili përcakton intensitetin ndërveprimi elektromagnetik.

[q] = l Cl (Kulomb).

Atomet përbëhen nga bërthama dhe elektrone. Bërthama përmban protone të ngarkuar pozitivisht dhe neutrone të pa ngarkuar. Elektronet bartin një ngarkesë negative. Numri i elektroneve në një atom është i barabartë me numrin e protoneve në bërthamë, kështu që në përgjithësi atomi është neutral.

Ngarkesa e çdo trupi: q = ±Ne, ku e = 1.6*10 -19 C - elementare ose minimale tarifë e mundshme(ngarkesa elektronike), N- numri i elektroneve të tepërta ose të munguara. NË sistem i mbyllur shuma algjebrike tarifat mbeten konstante:

q 1 + q 2 + … + q n = konst.

Një ngarkesë elektrike pikë është një trup i ngarkuar, dimensionet e të cilit janë shumë herë më të vogla se distanca me një trup tjetër të elektrizuar që ndërvepron me të.

Ligji i Kulombit

Dy ngarkesa elektrike me pikë të palëvizshme në një vakum ndërveprojnë me forcat e drejtuara përgjatë një vije të drejtë që lidh këto ngarkesa; Modulet e këtyre forcave janë drejtpërdrejt proporcionale me produktin e ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre:

Faktori i proporcionalitetit

ku është konstanta elektrike.

ku 12 është forca që vepron nga ngarkesa e dytë në të parën, dhe 21 - nga e para në të dytën.

FUSHA ELEKTRIKE. TENSION

Fakti i ndërveprimit ngarkesat elektrike në distancë mund të shpjegohet me praninë rreth tyre fushë elektrike- një objekt material, i vazhdueshëm në hapësirë ​​dhe i aftë për të vepruar mbi ngarkesa të tjera.

Fusha e ngarkesave elektrike stacionare quhet elektrostatike.

Një karakteristikë e një fushe është intensiteti i saj.

Forca e fushës elektrike në një pikë të caktuarështë një vektor moduli i të cilit e barabartë me raportin forca që vepron në një pikë ngarkesë pozitive me madhësinë e kësaj ngarkese dhe drejtimi përkon me drejtimin e forcës.

Fuqia e fushës së ngarkesës me pikë P në një distancë r e barabartë me

Parimi i mbivendosjes së fushës

Fuqia e fushës së një sistemi ngarkesash është e barabartë me shumën vektoriale të fuqive të fushës së secilës prej ngarkesave në sistem:

Lejimi mjedisi është i barabartë me raportin e fuqisë së fushës në vakum dhe në materie:

Tregon sa herë substanca e dobëson fushën. Ligji i Kulombit për akuzat me dy pika q Dhe P, i vendosur në një distancë r në mjedis c konstante dielektrike:

Forca e fushës në distancë r nga ngarkesa P e barabartë me

ENERGJIA POTENCIALE E NJË TRUPI TË NGARKUAR NË NJË FUSHË ELEKTRO-STATIKE HOMOGJENE

Midis dy pllakave të mëdha, të ngarkuara me shenja të kundërta dhe të vendosura paralelisht, vendosim tarifë pikë q.

Meqenëse fusha elektrike midis pllakave është me një intensitet uniform, forca vepron në ngarkesë në të gjitha pikat F = qE, e cila, kur lëviz një ngarkesë në një distancë përgjatë, funksionon

Kjo punë nuk varet nga forma e trajektores, domethënë kur lëviz ngarkesa q përgjatë një linje arbitrare L puna do të jetë e njëjtë.

Punë fushë elektrostatike sipas lëvizjes së ngarkesës nuk varet nga forma e trajektores, por përcaktohet ekskluzivisht nga gjendjet fillestare dhe përfundimtare të sistemit. Ajo, si në rastin e fushës së gravitetit, është e barabartë me ndryshimin energji potenciale, marrë me shenjën e kundërt:

Nga një krahasim me formulën e mëparshme është e qartë se energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike uniforme është e barabartë me:

Energjia e mundshme varet nga zgjedhja niveli zero dhe prandaj në vetvete nuk ka asnjë kuptim të thellë.

POTENCIALI DHE TENSIONI I FUSHËS ELEKTROSTATIKE

Potencialiështë një fushë, funksionimi i së cilës kur lëviz nga një pikë e fushës në tjetrën nuk varet nga forma e trajektores. Fushat potenciale janë fusha e gravitetit dhe fusha elektrostatike.

Puna e kryer fushë potenciale, është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale të sistemit, marrë me shenjën e kundërt:

Potenciali- raporti i energjisë potenciale të një ngarkese në fushë me madhësinë e kësaj ngarkese:

Potenciali fushë uniforme barazohet

Ku d- distanca e matur nga një nivel zero.

Energjia e mundshme e ndërveprimit të ngarkesës q me fushë është e barabartë me .

Prandaj, puna e fushës për të lëvizur një ngarkesë nga një pikë me potencial φ 1 në një pikë me potencial φ 2 është:

Sasia quhet diferencë potenciale ose tension.

Diferenca e tensionit ose e potencialit midis dy pikave është raporti i punës së bërë nga fusha elektrike për të lëvizur ngarkesën nga pikënisje në vlerën përfundimtare të kësaj tarife:

[U]=1J/C=1V

FORCËSIA E FUSHËS DHE DIFERENCA POTENCIALE

Kur lëviz një ngarkesë q përgjatë vijës së intensitetit të fushës elektrike në një distancë Δ d fusha punon

Meqenëse sipas përkufizimit, ne marrim:

Prandaj, forca e fushës elektrike është e barabartë me

Pra, forca e fushës elektrike është e barabartë me ndryshimin e potencialit kur lëvizni përgjatë një linje fushe për njësi gjatësi.

Nëse një ngarkesë pozitive lëviz në drejtim të vijës së fushës, atëherë drejtimi i forcës përkon me drejtimin e lëvizjes, dhe puna e fushës është pozitive:

Pastaj, domethënë, tensioni drejtohet drejt uljes së potencialit.

Tensioni matet në volt për metër:

[E]=1 B/m

Fuqia e fushës është 1 V/m nëse voltazhi ndërmjet dy pikave të një linje energjie të vendosur në një distancë prej 1 m është 1 V.

KAPACITETI ELEKTRIK

Nëse e masim ngarkesën në mënyrë të pavarur P, i komunikuar trupit dhe potencialit të tij φ, atëherë mund të gjejmë se ato janë drejtpërdrejt proporcionale me njëra-tjetrën:

Vlera C karakterizon aftësinë e një përcjellësi për të grumbulluar një ngarkesë elektrike dhe quhet kapacitet elektrik. Kapaciteti elektrik i një përcjellësi varet nga madhësia, forma dhe vetitë elektrike mjedisi.

Kapaciteti elektrik i dy përcjellësve është raporti i ngarkesës së njërit prej tyre me ndryshimin e mundshëm midis tyre:

Kapaciteti i trupit është 1 F, nëse kur i jepet një ngarkesë prej 1 C, ajo fiton një potencial prej 1 V.

KOPACITORËT

Kondensator- dy përcjellës të ndarë nga një dielektrik, që shërbejnë për akumulimin e ngarkesës elektrike. Ngarkesa e një kondensatori kuptohet si moduli i ngarkimit të njërës prej pllakave ose pllakave të tij.

Aftësia e një kondensatori për të grumbulluar ngarkesë karakterizohet nga kapaciteti elektrik, i cili është i barabartë me raportin e ngarkesës së kondensatorit me tensionin:

Kapaciteti i një kondensatori është 1 F nëse, në një tension prej 1 V, ngarkesa e tij është 1 C.

Kapaciteti i një kondensatori të pllakave paralele është drejtpërdrejt proporcional me sipërfaqen e pllakave S, konstanta dielektrike e mediumit dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën ndërmjet pllakave d:

ENERGJIA E NJË KOPACITORI TË NGARKUAR.

Eksperimentet e sakta tregojnë se W=CU 2/2

Sepse q = CU, Kjo

Dendësia e energjisë së fushës elektrike

Ku V = Sdështë vëllimi i zënë nga fusha brenda kondensatorit. Duke marrë parasysh se kapaciteti i një kondensatori me pllaka paralele

dhe tensionin në pllakat e tij U=Ed

marrim:

Shembull. Një elektron, duke lëvizur në një fushë elektrike nga pika 1 në pikën 2, rriti shpejtësinë e tij nga 1000 në 3000 km/s. Përcaktoni ndryshimin potencial midis pikave 1 dhe 2.

Një koleksion problemesh të marra nga libri i problemeve Çertova, Vorobyova për vitin 1988

1 Fusha elektrike krijohet nga dy ngarkesa pika Q1= 30 nC Q2=-10 nC. Distanca ndërmjet ngarkesave është 20 cm Përcaktoni forcën e fushës elektrike në një pikë që ndodhet në një distancë r1=15 cm nga e para dhe në një distancë r2=10 cm nga ngarkesa e dytë.
ZGJIDHJE

2 Fusha elektrike krijohet nga dy plane paralele të ngarkuara të pafundme me densitet të ngarkesës sipërfaqësore prej 0,4 dhe 0,1 μC/m2. Përcaktoni forcën e fushës elektrike të krijuar nga këto plane të ngarkuara.
ZGJIDHJE

3 Në pllakat e një kondensatori ajri të sheshtë ka një ngarkesë Q = 10 nC. Sipërfaqja e secilës pllakë kondensator është 100 cm2. Përcaktoni forcën me të cilën tërhiqen pllakat. Fusha midis pllakave konsiderohet uniforme
ZGJIDHJE

4 Fusha elektrike krijohet nga një rrafsh i pafund i ngarkuar me dendësi sipërfaqësore 400 nC/m2 dhe një fije e drejtë e pafundme e ngarkuar me dendësi lineare τ=100 nC/m. Në një distancë prej 10 cm nga filli ka një ngarkesë pikë Q = 10 nC. Përcaktoni forcën që vepron mbi ngarkesën, drejtimin e saj, nëse ngarkesa dhe filli shtrihen në të njëjtin rrafsh paralel me rrafshin e ngarkuar
ZGJIDHJE

5 Një ngarkesë pikësore Q=25 nC është në një fushë të krijuar nga një cilindër i drejtë i pafund me rreze R=1 cm, i ngarkuar në mënyrë uniforme me një densitet sipërfaqësor 2 µC/m2. Përcaktoni forcën që vepron në një ngarkesë të vendosur nga boshti i cilindrit në një distancë r=10 cm
ZGJIDHJE

6 Fusha elektrike krijohet nga një fije e hollë pafundësisht e gjatë, e ngarkuar në mënyrë uniforme me një densitet linear prej 30 nC/m. Në një distancë prej a=20 cm nga filli ndodhet një zonë rrethore e sheshtë me rreze r=1 cm Përcaktoni rrjedhën e vektorit të tensionit nëpër këtë zonë nëse rrafshi i tij bën një kënd β=30° me vijën e tensionit. duke kaluar në mes të zonës.
ZGJIDHJE

7 Dy sfera përçuese koncentrike me rreze R1=6 cm dhe R2=10 cm bartin përkatësisht ngarkesa Q1=1 nC dhe Q2=-0,5 nC. Gjeni forcën e fushës në pikat e vendosura nga qendra e sferave në largësi r1=5 cm, r2=9 cm dhe r3=15 cm.
ZGJIDHJE

14.1 Përcaktoni forcën e fushës elektrike të krijuar nga një ngarkesë pikësore Q=10 nC në një distancë r=10 cm prej saj. Vaj dielektrik.
ZGJIDHJE

14.2 Distanca ndërmjet dy ngarkesave pikësore Q1=+8 nC dhe Q2=-5.3 nC është 40 cm Llogaritni forcën e fushës në pikën që ndodhet në mes midis ngarkesave. Sa është voltazhi nëse ngarkesa e dytë është pozitive?
ZGJIDHJE

14.3 Fusha elektrike krijohet nga dy ngarkesa pikësore Q1=10 nC dhe Q2=-20 nC, të vendosura në një distancë d=20 cm nga njëra-tjetra. Përcaktoni forcën e fushës në një pikë të largët nga ngarkesa e parë me r1=30 cm dhe nga e dyta me r2=50 cm.
ZGJIDHJE

14.4 Distanca ndërmjet dy ngarkesave pika pozitive Q1=9Q dhe Q2=Q është 8 cm Në çfarë largësie r nga ngarkesa e parë është pika në të cilën forca e fushës së ngarkesave është zero. Ku do të ishte kjo pikë nëse ngarkesa e dytë do të ishte negative?
ZGJIDHJE

14.5 Dy ngarkesa pikësore Q1=2Q dhe Q2=-Q ndodhen në një distancë d nga njëra-tjetra. Gjeni pozicionin e një pike në një vijë të drejtë që kalon nëpër këto ngarkesa, forca e fushës E në të cilën është zero
ZGJIDHJE

14.6 Fushë elektrike krijohet nga dy ngarkesa pikësore Q1=40 nC dhe Q2=-10 nC, të vendosura në një distancë prej 10 cm nga njëra-tjetra. Përcaktoni forcën e fushës në një pikë të largët nga ngarkesa e parë me r1=12 cm dhe nga e dyta me r2=6 cm.
ZGJIDHJE

14.7 Një unazë e hollë me rreze R=8 cm mbart një ngarkesë të shpërndarë uniformisht me dendësi lineare t=10 nC/m. Sa është forca e fushës elektrike në një pikë të barabartë nga të gjitha pikat e unazës në një distancë prej r = 10 cm?
ZGJIDHJE

14.8 Një hemisferë mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme me një densitet sipërfaqësor prej 1 nC/m2. Gjeni forcën e fushës elektrike në qendra gjeometrike hemisferat.
ZGJIDHJE

14.9 Në një sferë metalike me rreze R=10 cm ka ngarkesë Q=1 nC. Përcaktoni forcën e fushës elektrike në pikat e mëposhtme: në një distancë r1=8 cm nga qendra e sferës; në sipërfaqen e saj; në largësi r2=15 cm nga qendra e sferës. Vizatoni një grafik të E kundrejt r.
ZGJIDHJE

14.10 Dy sfera të ngarkuara metalike koncentrike me rreze R1=6 cm dhe R2=10 cm bartin përkatësisht ngarkesa Q1=1 nC dhe Q2=-0.5 nC. Gjeni forcën e fushës E në pikat e vendosura nga qendra e sferave në largësi r1=5 cm, r2=9 cm, r3=15 cm.
ZGJIDHJE

14.11 Një tel shumë i gjatë, i hollë, i drejtë mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjithë gjatësisë së tij. Llogaritni densitetin linear të ngarkesës nëse forca e fushës në një distancë a=0,5 m nga teli përballë qendrës së tij është 200 V/m.
ZGJIDHJE

14.12 Distanca ndërmjet dy telave të gjatë të hollë të vendosur paralel me njëri-tjetrin është 16 cm. Sa është forca e fushës në një pikë të vendosur r=10 cm nga telat e parë dhe të dytë?
ZGJIDHJE

14.13 Një shufër metalike e drejtë me diametër d=5 cm dhe gjatësi 4 m mbart një ngarkesë Q=500 nC të shpërndarë në mënyrë uniforme në sipërfaqen e saj. Përcaktoni forcën e fushës E në një pikë që ndodhet përballë mesit të shufrës në një distancë a=1 cm nga sipërfaqja e saj.
ZGJIDHJE

14.14 Një tub metalik me mure të hollë pafundësisht të gjatë me rreze R=2 cm mbart një ngarkesë prej 1 nC/m2 të shpërndarë në mënyrë uniforme në sipërfaqe. Përcaktoni forcën e fushës E në pikat e larguara nga boshti i tubit në largësi r1=1 cm, r2=3 cm.
ZGJIDHJE

14.15 Dy tuba koaksial me mure të hollë të gjatë me rreze R1=2 cm dhe R2=4 cm bartin ngarkesa të shpërndara uniformisht përgjatë gjatësisë së tyre me dendësi lineare τ1=1 τ2=-0.5 nC/m. Hapësira midis tubave është e mbushur me ebonit. Përcaktoni forcën e fushës E në pikat që ndodhen në largësi r1= 1 cm, r2=3 cm, r3=5 cm nga boshti i tubave. Vizatoni një grafik të E kundrejt r.
ZGJIDHJE

14.16 Në një segment të hollë përcjellës i drejtë 10 cm e gjatë, ngarkesa shpërndahet në mënyrë uniforme me densitet linear τ=3 µC/m. Llogaritni tensionin E të krijuar nga kjo ngarkesë në një pikë të vendosur në boshtin e përcjellësit dhe të largët nga skaji më i afërt i segmentit në një distancë e barabartë me gjatësinë këtë segment.
ZGJIDHJE

14.17 Një shufër e hollë me gjatësi l=12 cm ngarkohet me dendësi lineare τ=200 nC/m. Gjeni forcën e fushës elektrike në një pikë që ndodhet në një distancë r=5 cm nga shufra përballë mesit të saj.
ZGJIDHJE

14.18 Një shufër e hollë me gjatësi l=10 cm ngarkohet me dendësi lineare τ=400 nC/m. Gjeni forcën e fushës elektrike E në një pikë të vendosur në një pingul me shufrën e tërhequr përmes njërit prej skajeve të saj, në një distancë r=8 cm nga ky skaj.
ZGJIDHJE

14.19 Një fushë elektrike krijohet nga ngarkesa e një shufre të hollë, të ngarkuar në mënyrë uniforme, të lakuar përgjatë tre anëve të një katrori. Gjatësia anësore e katrorit është 20 cm Dendësia lineare m e ngarkesave është 500 nC/m. Llogaritni forcën e fushës E në pikën A.
ZGJIDHJE

14.20 Dy shufra të hollë të drejtë, secila 12 cm dhe 16 cm e gjatë, ngarkohen me një densitet linear t = 400 nC/m. Shufrat formojnë një kënd të drejtë. Gjeni forcën e fushës E në pikën A (Fig. 14.10).
ZGJIDHJE

14.21 Një fushë elektrike krijohet nga dy pllaka të pafundme paralele që mbartin një ngarkesë identike prej 1 nC/m2 të shpërndarë në mënyrë uniforme në sipërfaqe. Përcaktoni forcën e fushës E midis pllakave; jashtë pjatave. Ndërtoni një grafik të ndryshimit të tensionit përgjatë një vije pingul me pllakat.
ZGJIDHJE

14.22 Një fushë elektrike krijohet nga dy pllaka të pafundme paralele që mbartin një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme në sipërfaqe me dendësi sipërfaqësore prej 1 nC/m2 dhe 3 nC/m2. Përcaktoni forcën e fushës E midis pllakave; jashtë pjatave. Ndërtoni një grafik të ndryshimit të tensionit përgjatë një vije pingul me pllakat.
ZGJIDHJE

14.23 Një fushë elektrike krijohet nga dy pllaka të pafundme paralele që mbartin një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme në sipërfaqe me dendësi sipërfaqësore prej 2 nC/m2 dhe -5 nC/m2. Përcaktoni forcën e fushës midis pllakave; jashtë pjatave. Ndërtoni një grafik të ndryshimit të tensionit përgjatë një vije pingul me pllakat
ZGJIDHJE

14.24 Dy pllaka paralele identike drejtkëndëshe, gjatësitë anësore të të cilave janë a = 10 cm dhe b = 15 cm, ndodhen në një distancë të vogël nga njëra-tjetra në krahasim me dimensionet lineare të pllakave. Në njërën prej pllakave ngarkesa Q1 = 50 nC është e shpërndarë në mënyrë uniforme, në tjetrën ngarkesa Q2 = 150 nC. Përcaktoni forcën e fushës elektrike midis pllakave
ZGJIDHJE

14,25 Dy pllaka paralele të pafundme janë të ngarkuara në mënyrë uniforme me dendësi sipërfaqësore prej 10 nC/m2 dhe -30 nC/m2. Përcaktoni forcën e ndërveprimit ndërmjet pllakave për sipërfaqe të barabartë me 1 m2.
ZGJIDHJE

14,26 Dy pllaka paralele të rrumbullakëta me rreze R = 10 cm janë të vendosura në një distancë të vogël nga njëra-tjetra në krahasim me rrezen. Pllakave iu dhanë ngarkesa Q1=Q2=Q të barabarta në madhësi, por të kundërta në shenjë. Përcaktoni këtë ngarkesë nëse pllakat tërhiqen me një forcë F=2 mN. Supozoni se ngarkesat shpërndahen në mënyrë të barabartë nëpër pllaka.
ZGJIDHJE

14,27 Një top i ngurtë ebonit me rreze R=5 cm mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë të njëtrajtshme me dendësia e madhe 10 nC/m3. Përcaktoni intensitetin dhe zhvendosjen e fushës elektrike në pikat në distancë r1=3 cm nga qendra e sferës; në sipërfaqen e sferës; në largësi r2=10 cm nga qendra e sferës. Vizatoni grafikët e varësive E(r) dhe D(r).
ZGJIDHJE

14,28 Një top xhami i zbrazët mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme në të gjithë vëllimin e tij. Dendësia e saj pjesa më e madhe është 100 nC/m3. Rrezja e brendshme R1 e topit është 5 cm, rrezja e jashtme R2=10 cm Llogaritni intensitetin E dhe zhvendosjen D të fushës elektrike në pikat e vendosura në një distancë prej r1=3 cm nga qendra e sferës; r2=6 cm; r3=12 cm Ndërtoni grafikët e E(r) dhe D(r).
ZGJIDHJE

14.29 Një cilindër i gjatë parafine me rreze R=2 cm mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme në të gjithë vëllimin me një densitet të madh 10 nC/m3. Përcaktoni intensitetin E dhe zhvendosjen D të fushës elektrike në pikat e vendosura nga boshti i cilindrit në distancë r1=1 cm; r2=3 cm Të dyja pikat janë në distancë të barabartë nga skajet e cilindrit. Vizatoni grafikët e varësive E(r) dhe D(r).
ZGJIDHJE

14.30 Një pllakë e madhe e sheshtë me trashësi d=1 cm mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë të njëtrajtshme në të gjithë vëllimin me një dendësi vëllimore 100 nC/m3. Gjeni forcën e fushës elektrike pranë pjesës qendrore të pllakës jashtë saj, në një distancë të vogël nga sipërfaqja.
ZGJIDHJE

14.31 Një fletë xhami me trashësi d=2 cm është e ngarkuar në mënyrë uniforme me një densitet të madh prej 1 µC/m3. Përcaktoni intensitetin E dhe zhvendosjen D të fushës elektrike në pikat A, B, C. Vizatoni një grafik të varësisë E(x), koordinatat e boshtit x janë pingul me sipërfaqen e fletës së qelqit
ZGJIDHJE

14.32 Në një largësi të caktuar a=5 cm nga një rrafsh përçues i pafundëm ka një ngarkesë pikësore Q=1 nC. Përcaktoni forcën që vepron në ngarkesë nga ngarkesa e shkaktuar prej saj në aeroplan.
ZGJIDHJE

14.33 Në një distancë a=10 cm nga një rrafsh përçues i pafundëm ka një ngarkesë pikësore Q=20 nC. Llogaritni forcën e fushës elektrike në një pikë të larguar nga rrafshi me një distancë a dhe nga ngarkesa Q me një distancë 2a.
ZGJIDHJE

14.34 Një ngarkesë me pikë Q = 40 nC ndodhet në një distancë prej 30 cm nga një plan përçues i pafund. Sa është forca e fushës elektrike E në pikën A (Fig. 14.12)?
ZGJIDHJE

14,35 Një pllakë e madhe metalike është e vendosur në një plan vertikal dhe e lidhur me tokën. Në një distancë a=10 cm nga pllaka ka pikë fikse, tek i cili është i varur në një fije ℓ=12 cm të gjatë top i vogël Masa m=0,1 g Kur topit i është dhënë një ngarkesë Q, ajo tërhiqej nga pllaka, si rezultat i së cilës filli ka devijuar nga vertikali në një kënd α=30°. Gjeni ngarkesën Q të topit.
ZGJIDHJE

14,36 Një fill i hollë mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjatësisë së saj me një densitet linear τ=2 µC/m. Pranë pjesës së mesme të fillit në distancë r=1 cm, e vogël në krahasim me gjatësinë e tij, ka një ngarkesë pikësore Q=0,1 µC. Përcaktoni forcën F që vepron në ngarkesë.
ZGJIDHJE

14,37 Një pllakë e madhe metalike mbart një ngarkesë prej 10 nC/m2 të shpërndarë në mënyrë uniforme mbi sipërfaqen e saj. Në një distancë të vogël nga pllaka ka një ngarkesë pikë Q = 100 nC. Gjeni forcën F që vepron në ngarkesë.
ZGJIDHJE

14,38 Një ngarkesë me pikë Q=1 µC ndodhet pranë një pllake të madhe të ngarkuar në mënyrë uniforme përballë mesit të saj. Llogaritni densitetin e ngarkesës sipërfaqësore të pllakës nëse në një ngarkesë pikësore vepron një forcë F = 60 mN.
ZGJIDHJE

14.39 Midis pllakave të një kondensatori të sheshtë ka një ngarkesë pikë Q = 30 nC. Fusha e kondensatorit vepron në ngarkesë me një forcë F1=10 mN. Përcaktoni forcën F2 tërheqje reciproke pllaka, nëse sipërfaqja 5 e secilës pjatë është 100 cm2.
ZGJIDHJE

14.40 Paralelisht me një pllakë të pafundme që mban një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme në një zonë me një densitet sipërfaqësor 20 nC/m2. ka një fije të hollë me një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjatësisë së saj (t = 0,4 nC/m). Përcaktoni forcën F që vepron në një copë fije ℓ=1 m të gjatë.
ZGJIDHJE

14.41 Dy pllaka identike të rrumbullakëta me një sipërfaqe prej 100 cm2 secila janë të vendosura paralelisht me njëra-tjetrën. Ngarkesa Q1 e një pllake është +100 nC, Q2 tjetër = -100 nC. Përcaktoni forcën F të tërheqjes së ndërsjellë të pllakave në dy raste kur distanca ndërmjet tyre: 1) r1=2 cm; 2) r2=10 m.
ZGJIDHJE

14,42 14,42 Një kondensator me pllakë të sheshtë përbëhet nga dy pllaka të ndara me xhami. Çfarë presioni ushtrojnë pllakat mbi xhamin para prishjes nëse forca e fushës elektrike E para prishjes është 30 MV/m?
ZGJIDHJE

14,43 Dy fije të drejta paralele, pafundësisht të gjata mbajnë një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjatësisë së tyre me dendësi lineare τ1=0,1 µC/m dhe τ2=0,2 µC/m. Përcaktoni forcën e ndërveprimit për një copë fije 1 m të gjatë Distanca midis fijeve është 10 cm.
ZGJIDHJE

14,44 Një fije e hollë e drejtë, e pafund dhe e hollë mbart një ngarkesë prej 1 μC/m të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjatësisë së saj. Në rrafshin që përmban fillin, pingul me fillin ka një shufër të hollë me gjatësi l. Fundi i shufrës më afër fillit ndodhet në një distancë l prej tij. Përcaktoni forcën që vepron në shufër nëse ajo është e ngarkuar me densitet linear τ2=0,1 µC/m.
ZGJIDHJE

14.45 Një top metalik ka ngarkesë Q1=0.1 µC. Në distancë e barabartë me rrezen top, nga sipërfaqja e tij ka fundin e një filli të shtrirë përgjatë vijës së forcës. Fili mbart një ngarkesë Q2 = 10 nC të shpërndarë në mënyrë uniforme përgjatë gjatësisë së saj. Gjatësia e fillit është e barabartë me rrezen e topit. Përcaktoni forcën F që vepron në fill nëse rrezja e topit është 10 cm.
ZGJIDHJE

14,46 Një gjysmë unazë me një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme prej 20 nC/m ndodhet në mënyrë koaksiale me një vijë të drejtë të pafundme me një linjë të ngarkuar uniformisht 0,5 μC/m. Përcaktoni forcën F të bashkëveprimit midis fillit dhe gjysëm.
ZGJIDHJE

14,47 Një fije e drejtë e pafund mbartet në mënyrë të barabartë tarifë e shpërndarë me dendësi lineare τ1=1 µC/m. Një unazë e hollë ndodhet në mënyrë koaksiale me fillin, e ngarkuar në mënyrë të njëtrajtshme me dendësi lineare τ2=10 nC/m. Përcaktoni forcën që shtrin unazën. Ndërveprimi ndërmjet elemente të veçanta neglizhoni unazat.
ZGJIDHJE

14,48 Dy fije të holla të ngarkuara në mënyrë uniforme pafundësisht të gjata τ1=τ2=τ=1 μC/m kryqëzohen në kënde të drejta me njëra-tjetrën. Përcaktoni forcën e ndërveprimit të tyre.
ZGJIDHJE

14,49 Një plan i pafund mbart një ngarkesë të shpërndarë në mënyrë uniforme me një densitet sipërfaqësor prej 1 µC/m2. Në një distancë të caktuar nga rrafshi, paralel me të, ka një rreth me rreze r = 10 cm Llogaritni fluksin e FE të vektorit të tensionit nëpër këtë rreth.
ZGJIDHJE

14,50 Një pllakë katrore e sheshtë me një gjatësi anësore të barabartë me 10 cm ndodhet në një distancë nga një plan i pafundëm i ngarkuar në mënyrë uniforme 1 μC/m2. Rrafshi i pllakës bën një kënd prej 30 me vijat e fushës. Gjeni fluksin e zhvendosjes elektrike nëpër këtë pllakë.
ZGJIDHJE

14.51 Në qendër të një sfere me rreze R=20 cm ndodhet ngarkesa pikësore Q=10 nC. Përcaktoni fluksin e vektorit të tensionit përmes pjesës sipërfaqe sferike sipërfaqja S=20 cm2
ZGJIDHJE

14.52 Në kulmin e një koni me kënd të ngurtë 0.5 sr ka një ngarkesë pikësore Q = 30 nC. Llogaritni fluksin e zhvendosjes elektrike përmes jastëkut, i kufizuar nga një vijë kryqëzimi i sipërfaqes së konit me ndonjë sipërfaqe tjetër.
ZGJIDHJE

14,53 Një zonë e sheshtë drejtkëndore me brinjë, gjatësia e të cilave a dhe b janë përkatësisht 3 dhe 2 cm, ndodhet në një distancë R = 1 m nga një ngarkesë pikë Q = 1 µC. Vendi është i orientuar në mënyrë që linjat e tensionit të bëjnë një kënd prej 30 me sipërfaqen e tij. Gjeni rrjedhën e vektorit të tensionit nëpër vend
ZGJIDHJE

14,54 Një fushë elektrike krijohet nga një ngarkesë pikë Q = 0,1 μC. Përcaktoni rrjedhën e zhvendosjes elektrike nëpër një jastëk rrethor me rreze R = 30 cm Ngarkesa është e barabartë nga skajet e jastëkut dhe ndodhet në një distancë prej a = 40 cm nga qendra e saj.
ZGJIDHJE

14.55 Ngarkesa Q = 1 µC është e barabartë nga skajet e një platforme rrethore në një distancë prej r = 20 cm. Rrezja e platformës është 12 cm. Përcaktoni vlerën mesatare të tensionit E brenda zonës
ZGJIDHJE

14,56 Fusha elektrike krijohet nga një vijë e drejtë e pafundme e linjës së ngarkuar uniformisht 0,3 μC/m. Përcaktoni rrjedhën e zhvendosjes elektrike përmes një zone drejtkëndore, dy anët e mëdha të cilat janë paralele me vijën e ngarkuar dhe po aq larg saj në distancë r=20 cm Anët e platformës kanë përmasa a=20 cm, b=40 cm

Ndërveprimi i ngarkesave elektrike shpjegohet me faktin se rreth çdo ngarkese ka fushë elektrike.

Fusha elektrike e ngarkesës - Kjo objekt material, është i vazhdueshëm në hapësirë ​​dhe është i aftë të veprojë mbi ngarkesa të tjera elektrike. Fusha elektrike tarifat stacionare thirrur elektrostatike. Fusha elektrostatike krijohet vetëm nga ngarkesat elektrike, ekziston në hapësirën që rrethon këto ngarkesa dhe është e lidhur pazgjidhshmërisht me to.

Nëse sillni një shufër të ngarkuar në një distancë te elektroskopi pa prekur boshtin e tij, gjilpëra do të vazhdojë të përkulet. Ky është veprimi i fushës elektrike.

Ngarkesat, duke qenë në një distancë të caktuar nga njëra-tjetra, ndërveprojnë. Ky ndërveprim kryhet përmes një fushe elektrike. Prania e një fushe elektrike mund të zbulohet duke vendosur ngarkesa elektrike në pika të ndryshme të hapësirës. Nëse ngarkesa në një pikë të caktuar ndikohet nga forcë elektrike, atëherë kjo do të thotë se ekziston një fushë elektrike në një pikë të caktuar në hapësirë. Grafikisht fushat e forcës të përshkruara nga linjat e forcës.

linja elektrike është një vijë tangjenta e së cilës në çdo pikë përkon me vektorin e forcës së fushës elektrike në këtë pikë.

Forca e fushës elektrike është një sasi fizike, numerikisht e barabartë me forcën, duke vepruar në një ngarkesë njësi të vendosur në këtë pikë fusha. Drejtimi i vektorit të tensionit merret si drejtimi i forcës që vepron në një ngarkesë pikë pozitive.

Fushë elektrike uniforme- kjo është një fushë në të gjitha pikat, intensiteti i së cilës është i njëjtë vlerë absolute dhe drejtimi. Fusha elektrike ndërmjet dy pllakave metalike me ngarkesë të kundërt është afërsisht uniforme. Vijat e fushës së një fushe të tillë janë vija të drejta me densitet të barabartë.

Potenciali. Diferenca e mundshme. Përveç tensionit karakteristikë e rëndësishme fusha elektrike është potencial j. Potenciali j është karakteristikat e energjisë fushë elektrike, ndërsa intensiteti E është i saj karakteristikë e fuqisë, sepse potenciali është i barabartë me energjinë potenciale që zotëron një ngarkesë njësi në një pikë të caktuar të fushës, dhe intensiteti është i barabartë me forcën me të cilën fusha vepron në këtë ngarkesë njësi.

në një fushë elektrike

Dielektrikë ose izolatorë quhen trupa që nuk mund të përcjellin ngarkesa elektrike përmes vetes. Kjo shpjegohet me mungesën e tarifave falas në to.

Nëse njëri skaj i dielektrikut vendoset në një fushë elektrike, atëherë rishpërndarja e ngarkesës nuk do të ndodhë, pasi nuk ka bartës të lirë të ngarkesës në dielektrikë. Të dy skajet e dielektrikës do të jenë neutrale. Tërheqje trup i pa ngarkuar nga një dielektrik në një trup të ngarkuar shpjegohet me faktin se në një fushë elektrike ndodh polarizimi i dielektrikut, d.m.th., një zhvendosje në anët e kundërta ndryshe nga ngarkesat shoqëruese që përbëjnë atomet dhe molekulat e një lënde.

Dielektrikë polare dhe jopolare

TE jo polare përfshijnë dielektrikë, në atomet ose molekulat e të cilave qendra e resë elektronike të ngarkuar negativisht përkon me qendrën e asaj pozitive bërthama atomike. Për shembull, inerte, oksigjen, hidrogjen, benzinë.

Polare dielektrikët përbëhen nga molekula në të cilat qendrat e shpërndarjes së pozitive dhe ngarkesa negative nuk përputhen. Për shembull, alkoolet, uji. Molekulat e tyre mund të konsiderohen si një koleksion i dy ngarkesave pika, të barabarta në madhësi dhe të kundërta në shenjë, të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra. Një sistem i tillë përgjithësisht neutral quhet dipol elektrik.

Përçuesit në një fushë elektrike

Përçuesit janë trupa që mund të kalojnë ngarkesa elektrike përmes tyre. Kjo veti e përcjellësve shpjegohet me praninë e transportuesve të lirë të ngarkesës në to. Shembuj të përçuesve përfshijnë metale dhe solucione elektrolite.

Nëse merrni një përcjellës metalik dhe vendosni një skaj të tij në një fushë elektrike, atëherë një ngarkesë elektrike do të shfaqet në atë skaj. Sipas ligjit të ruajtjes së ngarkesës elektrike, një ngarkesë e barabartë në madhësi dhe e kundërt në shenjë do të shfaqet në skajin tjetër të përcjellësit. Dukuria e ndarjes së ngarkesave të ndryshme në një përcjellës të vendosur në një fushë elektrike quhet induksion elektrostatik.

Kur një përcjellës futet në një fushë elektrike, ngarkesat e lira në të fillojnë të lëvizin. Rishpërndarja e ngarkesave shkakton një ndryshim në fushën elektrike. Lëvizja e ngarkesave ndalon vetëm kur forca e fushës elektrike brenda përcjellësit bëhet e barabartë me zero. Tarifa falas ndaloni lëvizjen përgjatë sipërfaqes së një trupi përcjellës me arritjen e një shpërndarjeje në të cilën vektori i forcës së fushës elektrike në çdo pikë është pingul me sipërfaqen e trupit. Fusha elektrostatike brenda përcjellësit është zero, e tërë ngarkesë statike përcjellësi është i përqendruar në sipërfaqen e tij.

Kapaciteti elektrik, kondensator

Kapaciteti elektrik - një masë sasiore e aftësisë së një përcjellësi për të mbajtur një ngarkesë.

Metodat më të thjeshta të ndarjes së ngarkesave elektrike të kundërta - elektrifikimi dhe induksioni elektrostatik - ju lejojnë të merrni në sipërfaqen e trupave numër i madh tarifa elektrike falas. Për akumulimin sasi të konsiderueshme përdoren ngarkesa elektrike të kundërta kondensatorë.

Kondensatorështë një sistem i dy përçuesve (pllakave) të ndara nga një shtresë dielektrike, trashësia e së cilës është e vogël në krahasim me madhësinë e përçuesve. Për shembull, formohen dy pllaka metalike të sheshta të vendosura paralele dhe të ndara nga një shtresë dielektrike banesë kondensator.

Nëse pllakave të një kondensatori të sheshtë u jepen ngarkesa të barabarta në madhësi shenjë e kundërt, atëherë forca e fushës elektrike ndërmjet pllakave do të jetë dy herë më e fortë se forca e fushës në një pllakë. Jashtë pllakave, forca e fushës elektrike është zero, sepse tarifa të barabarta shenjë të ndryshme në dy pllaka, jashtë pllakave krijohen fusha elektrike, forcat e të cilave janë të barabarta në madhësi, por të kundërta në drejtim.

Rryma elektrike

Kjo është lëvizja e drejtuar e grimcave të ngarkuara. Në metale, bartës të rrymës janë elektronet e lira, në elektrolite – negative dhe jone pozitive, në gjysmëpërçues - elektrone dhe vrima, në gaze - jone dhe elektrone. Karakteristikat sasiore rryma është forca aktuale.

Burimet mund të jenë një qelizë galvanike (ndodhin reaksione kimike dhe energjia e brendshme, kthehet në elektrike) dhe një bateri (për karikim, përmes saj kalon rrymë direkte, si rezultat). reaksion kimik njëra elektrodë ngarkohet pozitivisht, tjetra negativisht.

Veprimet e rrymës elektrike: termike, kimike, magnetike.

Drejtimi i rrymës elektrike: nga + në -

Kjo është arsyeja pse gjendje e mjaftueshme sepse ekzistenca e një rryme është prania e një fushe elektrike dhe bartësve të lirë të ngarkesës. Prania e rrymës mund të gjykohet nga dukuritë që e shoqërojnë atë: Përçuesi nëpër të cilin rrjedh rryma nxehet. Rryma elektrike mund të ndryshojë përbërjen kimike dirigjent.

Ndikimi i forcës në pikat fqinje dhe trupat e magnetizuar.

Kur një fushë elektrike ekziston brenda një përcjellësi, ekziston një ndryshim potencial në skajet e tij. Nëse nuk ndryshon, atëherë një konstante rrymë elektrike.

Forca aktuale

Forca aktuale– raporti i ngarkesës së kryer seksion kryq përcjellës për një interval kohor, në këtë interval kohor.

Forca aktuale, si ngarkesa, është një sasi skalare. Mund të jetë edhe pozitive edhe negative. Drejtimi pozitiv i rrymës merret si lëvizje ngarkesa pozitive. Nëse forca aktuale nuk ndryshon me kalimin e kohës, atëherë thirret rryma të përhershme .

Forca elektromotore

Në mënyrë që një rrymë elektrike të ekzistojë në një përcjellës kohë të gjatë, është e nevojshme të ruhen konstante kushtet në të cilat ndodh rryma elektrike.

Në një qark të jashtëm, ngarkesat elektrike lëvizin nën ndikimin e forcave të fushës elektrike. Por për të ruajtur një ndryshim potencial në skajet e qarkut të jashtëm, është e nevojshme të lëvizni ngarkesat elektrike brenda burimit aktual kundër forcave të fushës elektrike. Një lëvizje e tillë mund të kryhet vetëm nën ndikimin e forcave të një natyre joelektrostatike.

Forcat që shkaktojnë lëvizjen e ngarkesave elektrike brenda një burimi DC kundër drejtimit të veprimit të fushës elektrostatike quhen forcat forcat e jashtme. Forcat e jashtme brenda qelizë galvanike ose bateria lind si rezultat proceset elektrokimike, që ndodh në ndërfaqen elektrodë-elektrolit. Në një makinë DC, forca e jashtme është forca e Lorencit.

Lidhja serike dhe paralele e përcjellësve

Përçuesit në qarqet elektrike DC mund të lidhen në seri dhe paralelisht.

Për lidhje serike qark elektrik nuk ka degë, të gjithë përçuesit përfshihen në qark njëri pas tjetrit.

Fuqia aktuale në të gjithë përçuesit është e njëjtë, pasi ngarkesa elektrike nuk grumbullohet në përçuesit dhe përmes seksionit kryq të përcjellësit përtej kohë të caktuar kalon e njëjta ngarkesë.

Kur përçuesit janë të lidhur në seri, rezistenca e tyre elektrike totale është e barabartë me shumën rezistenca elektrike të gjithë përçuesit.

lidhje paralele një qark elektrik ka degë (pika e degëzimit quhet nyje). Fillimet dhe mbarimet e përçuesve kanë pikat e përbashkëta lidhje me një burim energjie.

Në këtë rast, voltazhi në të gjithë përcjellësit është i njëjtë. Fuqia aktuale është e barabartë me shumën e fuqive të rrymës në të gjithë përcjellësit e lidhur paralelisht, pasi ngarkesa elektrike nuk grumbullohet në nyje për njësi të kohës; e barabartë me ngarkesën, duke lënë nyjen në të njëjtën kohë.

Burimet kimike e. d.s. (bateritë, elementët) janë të lidhur me njëri-tjetrin në seri, paralel dhe të përzier.

Lidhja serike e burimeve p.sh. d.s. Figura tregon tre bateri të lidhura me njëra-tjetrën. Kjo lidhje e baterive, kur minusi i çdo burimi të mëparshëm lidhet me plusin e burimit pasues, quhet lidhje serike. Një grup baterish ose qelizash të ndërlidhura quhet bateri.

Kapaciteti elektrik (faqe 2)

1. Një tension prej U = 220 V aplikohet në pllakat e një kondensatori të sheshtë.

Përcaktoni forcën e fushës elektrike E ndërmjet pllakave në rajonin e mesit të saj, nëse distanca ndërmjet pllakave është d=1 mm. Cila është forca F që vepron në këtë zonë fushore mbi një grimcë me ngarkesë?
rajoni i mesëm hapësira ndërmjet pllakave të një kondensatori të sheshtë, fusha elektrike mund të konsiderohet uniforme. Linjat e fushës elektrike fillojnë në sipërfaqen e një pllake të ngarkuar pozitivisht dhe përfundojnë në sipërfaqen e një pllake të ngarkuar negativisht. Këto vija janë pingul me pllakat. Prandaj, distanca midis pllakave është e barabartë me gjatësinë e linjës së intensitetit të fushës elektrike. Prandaj, tensionit elektrik midis pllakave, e ndarë me distancën midis tyre, është e barabartë me forcën e fushës elektrike: ku distanca d matet me metra. Një grimcë me ngarkesë elektrike vepron në këtë fushë nga një forcë

Njësia e forcës j/m quhet njuton (shkurt n).2. Tensioni ndërmjet terminaleve të hapura të gjeneratorit është 115 V (Fig. 1).
Përcaktoni potencialet e terminalit kur: a) tokëzoni terminalin "plus"; b) tokëzimi i terminalit "minus".

Zgjidhja:
Tensioni elektrik U ndërmjet terminaleve plus dhe minus të gjeneratorit është i barabartë me diferencën potenciale ndërmjet këtyre terminaleve: . Prandaj, në rastin e parë, terminali "plus" është i tokëzuar. Zëvendësimi vlerat numerike, marrim prej nga
Prandaj, në rastin e dytë, terminali minus është i tokëzuar. Duke zëvendësuar vlerat numerike, do të kemi ku

Bazuar në zgjidhjen e problemit, mund të shihet se një sasi e caktuar është tension elektrik. Nuk ndryshon kur potencialet e të gjitha pikave të fushës ndryshojnë në të njëjtën sasi në të njëjtën kohë. Në të njëjtën kohë, potencialet në pikat individuale të fushës elektrike mund të ndryshojnë në varësi të tokëzimit të një pike të caktuar.3. Përcaktoni trashësinë e kërkuar të shtresës mikë midis pllakave të një kondensatori të sheshtë nëse voltazhi i vlerësuar i tij duhet të jetë 4 herë më i vogël se voltazhi i prishjes. Tensioni i Mica Punchy . Çfarë trashësie kartoni elektrik do të kërkohet (për të ), nëse përdoret në vend të mikës Zgjidhja:
Tensioni i prishjes Duke supozuar që fusha elektrike e një kondensatori të sheshtë të jetë uniforme, marrim trashësinë e dëshiruar të shtresës mikë: Meqenëse voltazhi i prishjes është 24 kV, trashësia e kërkuar e kartonit elektrik Raporti i trashësisë lidhet me raportin e tensionit si më poshtë: Rrjedhimisht, trashësitë e kërkuara të dielektrikës janë në përpjesëtim të zhdrejtë me tensionet e prishjes.

4. Një kondensator me një kapacitet C = 1 µF është i lidhur në një rrjet me tension konstant U=220 V.
Përcaktoni ngarkesën elektrike të pllakës së lidhur me polin pozitiv të rrjetit. Sa do të ishte ngarkesa elektrike nëse tensioni i rrjetit do të ishte gjysma e më shumë?
Ngarkesa elektrike ku, për shkak të zëvendësimit të kapacitetit C, të matur në mikrofarad, ngarkesa elektrike matet në mikrokulonë.
Kapaciteti C i kondensatorit - konstante, Nëse vetitë dielektrike izoluesit ndërmjet pllakave nuk varen nga tensioni U i aplikuar në pllakat e kondensatorëve. Ky kapacitet elektrik quhet linear.
Kur një kondensator me kapacitet linear lidhet me një rrjet që ka gjysmën e tensionit, ngarkesa elektrike do të jetë gjithashtu gjysma më e madhe: Prandaj zgjedhja e duhur Kapaciteti i kondensatorit siguron sasinë e nevojshme të ngarkesës kur kondensatori ndizet në tensionin nominal.5. Një kondensator i sheshtë ka një kapacitet C = 20 pF.
Çfarë duhet të zgjidhet për trashësinë e dielektrikut të qelqit dhe sipërfaqen e pllakave nëse kondensatori duhet të funksionojë me tension nominal, duke pasur një faktor sigurie të katërfishtë?
Tensioni i prishjes në katërfishin e faktorit të sigurisë është 4 herë më i madh se tensioni i vlerësuar: Trashësia e kërkuar e xhamit Nga formula për kapacitetin e një kondensatori me pllakë të sheshtë, ne përcaktojmë zonën e pllakës. Në këtë formulë maten sasitë:

Le të zëvendësojmë vlerat numerike në të: vlera më të ulëta dhe vlerat më të larta të d, sipërfaqja e pllakës së kondensatorit duhet të jetë më e madhe.6. Kapaciteti i kondensatorit të ndryshueshëm mund të ndryshojë pa probleme nga 10 në 200 pF.
Cilat kufij të ndryshimit të kapacitetit mund të merren nëse lidhni të njëjtin kondensator të dytë me këtë kondensator:
Lidhja e kondensatorit të dytë mund të jetë në seri ose paralele. Nëse kondensatori i dytë është i lidhur paralelisht me të parin, atëherë kapaciteti i tyre ekuivalent është i barabartë me shumën e kapaciteteve të kondensatorëve individualë.
Kapaciteti maksimal do të jetë: Nëse kondensatori i dytë është i lidhur në seri me të parin, atëherë reciproke kapaciteti ekuivalent do të jetë i barabartë me shumën e reciprocaleve të kapaciteteve të kondensatorëve individualë. Prandaj, kapaciteti më i vogël do të përcaktohet si më poshtë: nga ku Kështu, kapaciteti varion nga 5 në 400 pF.
Lidhja e një kondensatori të dytë në seri zvogëloi kapacitetin minimal, dhe lidhja e një kondensatori të dytë paralelisht rriti kapacitetin maksimal.
Kur dy kondensatorë identikë janë të lidhur në seri, qarku mund të ndizet me një tension dy herë më të lartë se kur lidhet paralelisht.

Numri i biletës 19. Fusha elektrike: forca e fushës elektrike, linjat e fuqisë së fushës elektrike, forca e fushës elektrike të një rrafshi të ngarkuar, sfera, topi, forca e fushës elektrike midis pllakave të ngarkuara në mënyrë të kundërt.

Fusha elektrike - lloj i veçantë materie, që ekziston rreth trupave të ngarkuar dhe manifestohet nëpërmjet ndërveprimit me trupa të tjerë të ngarkuar.

Vetitë:

    Përhapet në pafundësi Me largësinë dobësohet Nuk dallohet nga shqisat njerëzore

Forca e fushës elektrike (E) -

Karakteristikat e fuqisë së fushës elektrike;

Një sasi fizike e barabartë me raportin e forcës me të cilën një fushë elektrike vepron në një ngarkesë elektrike pikë me vlerën e kësaj ngarkese.

Varet nga:

    Madhësia e ngarkesës që krijon fushën Distancat me ngarkesën Mjedisi në të cilin ndodhet fusha

Ku q1 është ngarkesa mbi të cilën vepron forca.

Linjat e fuqisë së fushës elektrike - linjat e energjisë fushë elektrike, tangjentet e së cilës përkojnë me drejtimin e vektorit të intensitetit. Linjat drejtohen nga ngarkesa "+" në "-". Dendësia e linjave mund të përdoret për të gjykuar forcën e fushës elektrike.

Duke përcaktuar drejtimin e vektorit në pika të ndryshme të hapësirës, ​​mund të imagjinohet një pamje e shpërndarjes së linjave të fuqisë së fushës elektrike. Për dy ngarkesa me të njëjtin emër, kjo fotografi ka formën e treguar në Figurën 131, për tarifat e ndryshme - në Figurën 132.


Forca e fushës elektrike e një rrafshi të ngarkuar.

Një shembull i rëndësishëm i një sistemi ngarkimi është një aeroplan i ngarkuar. Si rrafsh i pafund ne mund të konsiderojmë ndonjë pjatë e sheshtë, nëse distanca nga pika në të cilën kërkohet fusha deri në pllakë është e madhe madhësive më të vogla vetë pjatën. Plani i ngarkuar karakterizohet nga vlera e densitetit të ngarkesës sipërfaqësore (y). Çfarë është ajo? Le të marrim një seksion të vogël të rrafshit me sipërfaqe S. Le të jetë ngarkesa e këtij seksioni të barabartë me q. Pastaj dendësia e sipërfaqes ngarkesa përcaktohet si raporti i ngarkesës me sipërfaqen: y =

Me fjalë të tjera, dendësia e ngarkesës sipërfaqësore është ngarkesa për njësi sipërfaqe. Vektori i forcës së fushës së një rrafshi të ngarkuar uniformisht është pingul me rrafshin; ai drejtohet larg nga avioni nëse avioni është i ngarkuar pozitivisht dhe drejt rrafshit nëse avioni është i ngarkuar negativisht:

Gjëja më befasuese është se madhësia e forcës së fushës nuk varet nga distanca në aeroplan. Është e barabartë me: Kjo formulë është e vlefshme për . Në një mjedis me konstante dielektrike fusha e, si zakonisht, zvogëlohet me e herë:

Forca e fushës elektrike e një sipërfaqe sferike të ngarkuar në mënyrë uniforme.

Një sipërfaqe sferike me rreze R me ngarkesë totale Q është e ngarkuar në mënyrë uniforme. Falë shpërndarje uniforme ngarkesë në sipërfaqe, fusha e krijuar prej saj ka simetri sferike. Prandaj, linjat e tensionit drejtohen në mënyrë radiale. Le të ndërtojmë mendërisht një sferë me rreze r që ka qendra e përgjithshme me një sferë të ngarkuar. Nëse r > R, atëherë e gjithë ngarkesa Q, duke krijuar fushën në shqyrtim, futet brenda sipërfaqes dhe, sipas teoremës së Gausit, , nga e cila: .

Forca e fushës elektrike ndërmjet pllakave të ngarkuara në mënyrë të kundërt.

Kondensatorë. Metodat më të thjeshta të ndarjes ndryshe nga ngarkesat elektrike - elektrifikimi me kontakt, induksioni elektrostatik - bëjnë të mundur marrjen e vetëm një numri relativisht të vogël ngarkesash elektrike të lira në sipërfaqen e trupave. Për të grumbulluar sasi të konsiderueshme të ngarkesave elektrike të kundërta, përdoren kondensatorë.

Një kondensator është një sistem i dy përçuesve (pllakave) të ndara nga një shtresë dielektrike, trashësia e së cilës është e vogël në krahasim me madhësinë e përçuesve. Për shembull, formohen dy pllaka metalike të sheshta të vendosura paralele dhe të ndara nga një shtresë dielektrike kondensator i sheshtë.

Nëse pllakave të një kondensatori të sheshtë u jepen ngarkesa me madhësi të barabartë dhe shenja të kundërta, atëherë forca e fushës elektrike midis pllakave do të jetë dy herë më e fortë se forca e fushës së një pllake. Jashtë pllakave, forca e fushës elektrike është zero, pasi ngarkesat e barabarta të shenjave të kundërta në dy pllaka krijojnë fusha elektrike jashtë pllakave, forcat e të cilave janë të barabarta në madhësi, por të kundërta në drejtim (Fig. 145).



Ju pëlqeu artikulli? Ndani me miqtë tuaj!