القيم الرئيسية للكهرباء. كهرباء

في الكهرباء، أحد الأساسيين هو قانون كولوم. يتم استخدامه في الفيزياء لتحديد قوة التفاعل من رسوم أو مسافات محددة بينهما. هذا هو القانون الأساسي للطبيعة، والتي لا تعتمد على أي قوانين أخرى. ثم شكل الجسم الحقيقي لا يؤثر على حجم القوى. في هذه المقالة، سنخبرنا بلغة بسيطة لقانون كولون وتطبيقها في الممارسة العملية.

فتح التاريخ

ش.و قلادة في عام 1785 لأول مرة أثبتت تجريبيا تفاعل القانون الموصوفة. في تجاربهم، استخدم موازين تغريدات خاصة. ومع ذلك، في عام 1773، ثبت من قبل كافينديس، على مثال مكثف كروي، والتي داخل المجال لا يوجد مجال كهربائي. وقال هذا إن القوات الإلكتروستاتيكية تختلف اعتمادا على المسافة بين الجثث. أن تكون أكثر دقة - مربع المربع. ثم لم يتم نشر دراسته. تاريخيا، تم تسمية هذا الاكتشاف باسم Coulon، وهو الاسم نفسه والقيمة التي تقاس فيها التهمة.

صياغة

يقرأ تعريف قانون كولون: في فراغوتفاعل تفاعلين من جثتين مشحونين يتناسبون مباشرة مع نتاج وحداتهم وعقلك بما يتناسب مع مربع المسافة بينهما.

يبدو موجزا، ولكن قد لا يكون واضحا. كلمات بسيطة: التهمة الكبرى لديها الجسم وأقرب أنهم مع بعضهم البعض، والمزيد من القوة.

والعكس صحيح: إذا قمت بزيادة المسافة بين التهم - فستصبح القوة أقل.

قواعد الصيغة من كولوم تبدو وكأنها هذه:

تعيين الحروف: Q هي قيمة التهمة، ص هي المسافة بينها، K - يعتمد المعامل على النظام المحدد للوحدات.

قد تكون قيمة التهمة س تكون إيجابية مشروطة أو سلبية تقليدية. هذا الانقسام مشروط جدا. عند الاتصال بالأجسام، يمكن إرسالها من واحد إلى آخر. يتبع ذلك واحد ونفس الجسم يمكن أن يكون له قيمة مختلفة وعلامة تهمة. وتسمى النقطة هذه التهمة أو الجسم، والأبعاد التي تكون أقل بكثير من مسافة التفاعل المحتمل.

تجدر الإشارة إلى أن الوسيلة التي توجد فيها الرسوم الموجودة فيها، تؤثر على تفاعل f. نظرا لأنه في الهواء وفي الفراغ يساوي تقريبا، فإن افتتاح كولون ينطبق فقط على هذه البيئات، وهذا هو أحد الشروط لتطبيق هذا النوع من الصيغة. كما ذكرنا بالفعل، في النظام SI، وحدة التهمة هي قلادة، مخفضة CL. يميز كمية الكهرباء لكل وحدة من الوقت. يتم اشتقاق من وحدات SI الرئيسية.

1 CL \u003d 1 A * 1 مع

تجدر الإشارة إلى أن البعد من 1 CL زائد. نظرا لحقيقة أن شركات النقل من بعضها البعض من الصعب عقدها في جسم صغير، على الرغم من أن هذا نفسه في 1A صغير، إذا حدث في الموصل. على سبيل المثال، في نفس المصباح المتوهج بمقدار 100 ث يتدفق في 0.5 أ، وفي السخان الكهربائي وأكثر من 10 أ. هذه القوة (1 CL) مساوية تقريبا للجسم على وزن 1 طن من الجانب الأرضي.

يمكنك أن ترى أن الصيغة هي نفسها نفس الشيء كما هو الحال في تفاعل الجاذبية فقط إذا ظهرت الجماهير في ميكانيكا نيوتن، ثم في تهم الكهروساتاتات.

صيغة باردة للوسط عزل الكهربائي

المعامل، مع مراعاة أحجام نظام SI، يتم تحديده في H 2 * M 2 / CL 2. إنه متساو

في العديد من الكتب المدرسية، يمكن العثور على هذا المعامل في شكل جزء بسيط:

هنا E 0 \u003d 8.85 * 10-12 CL2 / N * M2 هو ثابت كهربائي. يضاف نفاذية العزل الكهربائي للوسيط إلى العزل الكهربائي، ثم يمكن استخدام قانون كولون لحساب تفاعل الرسوم للتفريغ والمتوسطة.

مع الأخذ في الاعتبار تأثير العزل الكهربائي هو:

من هنا نرى أن إدارة العزل الكهربائي بين الجثث تقلل من قوة F.

كيف يتم توجيه القوى

تتفاعل الرسوم مع بعضها البعض اعتمادا على قطبيها - نفس السعادة، وتنجذب VariePetes (مقابل).

بالمناسبة، هذا هو الاختلاف الرئيسي من هذا القانون لتفاعل الجاذبية، حيث تنجذب الجثث دائما. يتم توجيه القوات على طول الخط الذي تم إجراؤه بينهما، ودعا ناقلات دائرة نصف قطرها. في الفيزياء، يتم تعيينه ك R 12 وكما ناقلات دائرة نصف قطرها من أول إلى الشحنة الثانية والعكس صحيح. يتم توجيه القوات من مركز التهمة إلى المسؤول المعاكس على طول هذا الخط، إذا كانت الرسوم عكسية، وفي الاتجاه المعاكس، إذا كانت هي نفسها (إيجابية أو سالبين). المتجه:

يتم الإشارة إلى القوة المطبقة على التهمة الأولى من الجانب الثاني باسم F 12. ثم في شكل ناقلات، يبدو أن قانون كولون يشبه هذا:

لتحديد القوة المطبقة على التهمة الثانية، يتم استخدام التسميات F 21 و R 21.

إذا كان لدى الجسم شكل معقد وهو كبير جدا، فلا يمكن اعتبار ذلك في مسافة معينة نقطة، ثم يتم تقسيمها إلى أقسام صغيرة والنظر في كل موقع كشحن نقطة. بعد الإضافة الهندسية لجميع المتجهات الناتجة، يتم الحصول على القوة الناتجة. تتفاعل الذرات والجزيئات مع بعضها البعض من خلال نفس القانون.

تطبيق في الممارسة

تعمل أعمال Coulomb ذات أهمية كبيرة في الكهرباء، في الممارسة العملية، يتم استخدامها في عدد من الاختراعات والأجهزة. يمكن تمييز مثال مشرق من خلال توصيل البرق. مع ذلك، فإنها تحمي المباني والتركيبات الكهربائية من العواصف الرعدية، وبالتالي منع حريق المعدات وفشلها. عندما تمطر مع عاصفة رعدية على الأرض، تظهر تهمة الناتجة عن حجم كبير، يتم إحراجها نحو السحابة. اتضح أن حقل كهربائي كبير يظهر على سطح الأرض. لديها قيمة أكبر، نتيجة لذلك، يتم إشعال توزيع التاج (من الأرض، من خلال فقدان البرق إلى السحابة) من الطرف. تنجذب التهمة من الأرض إلى المسؤول المعاكس للغيوم، وفقا لقانون كولون. الهواء آيون، وتنخفض قوة المجال الكهربائي بالقرب من نهاية توصيل البرق. وبالتالي، فإن الرسوم لا تتراكم على المبنى، في هذه الحالة، احتمال حدوث ضربة البرق صغير. إذا كانت ضربة للمبنى وحدثها، فمن خلال البرق الناتجة عن كل الطاقة ستذهب إلى الأرض.

في مجال البحث العلمي الجاد، يتم استخدام أكبر هيكل من القرن الحادي والعشرين - مسرع الجسيمات. في ذلك، يؤدي الحقل الكهربائي العمل إلى زيادة طاقة الجسيمات. النظر في هذه العمليات من حيث التعرض لفرض رسوم نقطة من التهم، ثم كل علاقات القانون صالحة.

مفيد

موسم يوتيوب.

• 1 / 5

  وضعت مؤسسة الكهرباء في عمل كولوم (على الرغم من أن النتائج قبل عشر سنوات، حتى مع دقة أكبر، تلقت كافنديش. تم الاحتفاظ بنتائج أعمال كافنديش في أرشيف الأسرة ونشرت إلا بعد مائة عام ) إن قانون التفاعلات الكهربائية الموجهة من قبل القانون الأخير مكن الأخضر وجووس وبويسون لخلق أنيق في نظرية رياضيا. الجزء الأكثر أهمية من الكهرباء هو نظرية المحتملة التي أنشأها الأخضر وجوا. تم إنتاج العديد من الأبحاث ذات الخبرة في الكهرباء من قبل رايس كتاب كتابها في نفس الوقت بدل رئيسي في دراسة هذه الظواهر.

  ثابت عازل

  يمكن أن تؤدي إيجاد قيم المعامل العازلي K من أي مادة، المعامل الوارد في جميع الصيغ تقريبا والتي من الضروري التعامل مع الكهرباء بطرق مختلفة للغاية. الطرق الأكثر شيوعا هي جوهر ما يلي.

  1) مقارنة الموزعين الكهربائيين من مكثفات اثنين من الأبعاد والشكل نفسه، ولكن في أي طبقة عازلة واحدة هي طبقة من الهواء، في الآخر - طبقة من اختبار العزل الكهربائي.

  2) مقارنة معالم الجذب بين أسطح المكثف عند الإبلاغ عن هذه الأسطح فرق محتمل معين، ولكن في حالة واحدة يقع الهواء بينهما (قوة الجذب \u003d f 0)، في حالة أخرى، جهاز اختبار السائل (قوة جذب \u003d f). معامل العزل الكهربائي في الصيغة:

  ك \u003d f 0 f. (\\ displaystyle k \u003d (\\ frac (f_ (0)) (f)).).)

  3) ملاحظات الأمواج الكهربائية (انظر التذبذبات الكهربائية) تنتشر على طول السلك. من خلال نظرية Maxwell، يتم التعبير عن سرعة توزيع الموجات الكهربائية على طول السلك من قبل الصيغة

  v \u003d 1 k μ. (\\ displaystyle v \u003d (\\ frac (1) (\\ sqrt (k \\ m mu))).).).)

  حيث تشير K إلى معامل العزل الكهربائي للمتوسط \u200b\u200bالمحيط بالأسلاك، μ يدل على النفاذية المغناطيسية لهذه الوسط. يمكن وضعها لأغلبية هائلة من Tel μ \u003d 1، وبالتالي اتضح

  v \u003d 1 ك. (\\ displaystyle v \u003d (\\ frac (1) (\\ sqrt (k))).).).

  وعادة ما تقارن أطوال الموجات الكهربائية الدائمة الناشئة في أجزاء من نفس السلك في الهواء وفي اختبار العزل الكهربائي (السائل). بعد تحديد هذه الأطوال 0 و λ، يحصلون على k \u003d λ 0 2 / λ 2. وفقا لنظرية Maxwell، فإنه يتبع ذلك عندما يكون الحقل الكهربائي متحمس في أي مادة عازلة، تنشأ تشوهات خاصة داخل هذه المادة. على طول أنابيب التعريفي، فإن الوسيلة العازلة مستقطبة. يحدث في ذلك، تحدث النزوحات الكهربائية، والتي يمكن نقلها من خلال تحركات الكهرباء الإيجابية في اتجاه محاور هذه الأنابيب، ومن خلال كل مقطع عرضي من الأنبوب يمر كمية الكهرباء المساوية ل

  D \u003d 1 4 π k f. (\\ displaystyle d \u003d (\\ frac (1) (4 \\ pi)) kf.)

  تتيح نظرية ماكسويل العثور على تعبيرات تلك القوى الداخلية (قوات التوتر والضغط)، والتي هي في عازل عندما يكون الحقل الكهربائي متحمس. تمت مراجعة هذا السؤال لأول مرة من قبل Maxwell نفسه، وفي وقت لاحق وأكثر تماما مع هيلمهولز. مزيد من التطوير لنظرية هذه القضية وترتبط ارتباطا وثيقا بهذه النظرية للكهربائية (أي النظريات التي تنظر في الظواهر، اعتمادا على حدوث ضغوط خاصة في إثارة الحقل الكهربائي فيها) ينتمي إلى أعمال Lorberg، Kirchhoff، P. Duhmama، NN Schiller وبعض الدكتور.

  الشروط الحدودية

  سننتهي ملخصا للأهم من قسم التكسير الكهربائي من خلال النظر في انكسار أنابيب التعريفي. نقدمها في المجال الكهربائي اثنين من العزلان مفصولة عن بعضها البعض من خلال بعض الأسطح S، مع معاملات عازل كهربائية إلى 1 و K 2.

  اسمح للنقاط P 1 و P 2، وتقع قريبا بلا حدود من السطح S إلى الجانب الآخر، يتم التعبير عن قيم الإمكانات من قبل V 1 و V 2، وقيم القوات التي تم اختبارها في هذه النقاط بواسطة وحدة الكهرباء الإيجابية من خلال F 1 و F 2. ثم، للنقطة P الكذب على السطح S يجب أن يكون 1 \u003d v 2،

  d v 1 d s \u003d d v 2 d s، (30) (\\ displaystyle (\\ frac (dv_ (1)) (ds)) \u003d (ds)) \u003d (\\ frac (dv_ (2)) (ds))، \\ qquad (30)

  إذا كانت DS صغيرة بلا حدود تتحرك على طول خط التقاطع من الطائرة الظل إلى السطح في النقطة P مع طائرة تمر عبر السطح الطبيعي في هذه المرحلة ومن خلال اتجاه القوة الكهربائية فيه. من ناحية أخرى، يجب أن يكون

  ك 1 d v 1 dn 1 + k 2 d v 2 dn 2 \u003d 0. (31) (\\ displaystyle k_ (1) (\\ frac (dv_ (1)) (dn_ (1))) + k_ (2) (\\ frac (DV_ (2)) (DN_ (2))) \u003d 0. \\ Qquad (31))

  تشير إلى زاوية 2، وعنصر القوة F2 مع N2 عادي (داخل العزل الكهربائي الثاني)، ومن خلال زاوية 1، صممت بقوة F 1 مع نفس العادي N 2 إذن، باستخدام الصيغ (31) و (30) ، سوف نجد

  T G ε 1 t g ε 2 \u003d k 1 k 2. (\\ displaystyle (\\ frac (\\ mathrm (tg) (\\ varepsilon _ (1))) (\\ \\ mathrm (tg) (\\ varepsilon _ (2))) \u003d (\\ frac (k_ (1)) (k_ ( 2))).)

  لذلك، على السطح يفصل بين عازلين من بعضهما البعض، تخضع القوة الكهربائية لتغيير في اتجاهها مثل شعاع الضوء الوارد من وسيلة واحدة إلى أخرى. هذه النتيجة لهذه النظرية مبررة عن طريق التجربة.

  حتى في اليونان القديمة، لوحظ أن الفراء على الوجهين يبدأ في جذب جزيئات صغيرة - الغبار والفتات. لفترة طويلة (حتى منتصف القرن الثامن عشر) لا يمكن أن تعطي إثم خطيرة لهذه الظاهرة. فقط في عام 1785، قلادة، مراقبة تفاعل الجزيئات المشحونة، جلبت القانون الأساسي لتفاعلها. بعد حوالي نصف قرن، درس فراديز ونظم تأثير التيارات الكهربائية والحقول المغناطيسية، وبعد ثلاثين سنة أخرى، أثارت ماكسويل نظرية المجال الكهرومغناطيسي.

  شحنة كهربائية

  لأول مرة، تم تقديم مصطلح "الكهرباء" و "الكهربة"، كمشتقات من الكلمة الكهربائية "- العنبر، في 1600. علماء إنجليشيون دبليو دبلبرت لشرح الظواهر التي تنشأ عند فرك العنبر أو كوب جلد. وبالتالي، أصبحت الجثث التي تحتوي على خصائص كهربائية مشحونة كهربائيا، أي أنها تنتقل بشحنة كهربائية.

  من ما سبق، يتبع أن تهمة كهربائية هي مميزة كمية تظهر درجة مشاركة الجسم المحتملة في التفاعل الكهرومغناطيسي. يتم الإشارة إلى التهمة بواسطة Q أو Q ولديها قلادة التفريغ (CL)

  نتيجة للعديد من التجارب، كانت الخصائص الرئيسية للرسوم الكهربائية مستمدة:

  • هناك رسوم من نوعين يتم تسميته بشكل مشروط إيجابي وسلبي؛
  • يمكن نقل الرسوم الكهربائية من جسم إلى آخر؛
  • يتم صد الاتهامات الكهربائية لنفس الاسم من بعضها البعض، والذات ذات الصلة - جذب بعضها البعض.

  

  بالإضافة إلى ذلك، تأسست قانون التوفير: المبلغ الجبري من الرسوم الكهربائية في نظام مغلق (معزول) لا يزال ثابتا

  في عام 1749، يضع المخترع الأمريكي بنيامين فرانكلين نظرية الظواهر الكهربائية، وفقا للكهرباء هي السوائل المشحونة، والافتقار الذي حدده كهرباء سلبية، والكهرباء الإيجابية الزائدة. وبالتالي، ظهر مفارقة الشهيرة للهندسة الكهربائية: وفقا لنظرية ب. فرانكلين، تدفقات الكهرباء من القطب الإيجابي إلى القطب السلبي.

  وفقا للنظرية الحديثة لهيكل المواد، تتكون جميع المواد من الجزيئات والذرات، والتي تتكون بدورها من نواة الذرة والإلكترونات التي تنتج حولها ". النواة غير متجانسة وتتكون بدورها من البروتونات "P" ونيوترون "N". علاوة على ذلك، يتم شحن الإلكترونات جزيئات مشحونة سلبا، ويتم شحن البروتونات إيجابيا. نظرا لأن المسافة بين الإلكترونات والذرة الأساسية تتجاوز بشكل كبير أبعاد الجزيئات نفسها، يمكن تمنع الإلكترونات من الذرة، وبالتالي تحديد حركة التهم الكهربائية بين الجثث.

  

  بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه، فإن رسوم الكهرباء لديها خاصية من التقسيم، ولكن هناك قيمة من الحد الأدنى من المسؤولية غير القابلة للتجزئة المساوية للقيمة المطلقة لشحن الإلكترون (1.6 * 10 -19 CL)، وتسمى أيضا الابتدائية الشحنة. حاليا، فإن وجود جزيئات مع تهمة كهربائية أقل من الابتدائية، والتي تسمى الكواركات، ولكن وقت وجودهم قليلا وفي الحالة الحر التي لم يتم الكشف عنها.

  قانون كولون. مبدأ التراكب

  تتم دراسة تفاعل الرسوم الكهربائية الثابتة من قبل قسم الفيزياء المسمى Electrostatic، مما يكذب فعلا قانون كولون، الذي تم استخلاصه من تجارب عديدة. تم تسمية هذا القانون، وكذلك وحدة التهمة الكهربائية، بعد علم الفيزياء الفرنسية.

  وجدت قلادة تجاربه أن قوة التفاعل بين تهمتين كهربائيين صغيرتين تخضع للقواعد التالية:

  • القوة تتناسب مع حجم كل تهمة؛
  • القوة تتناسب عكسيا مع مربع المسافات بينهما؛
  • اتجاه القوة ضروري على طول رسوم الاتصال المباشر؛
  • القوة هي جاذبية إذا كانت الجثث مشحونة عكسية، والتنظيف في حالة نفس الاتهامات.

  وبالتالي، يتم التعبير عن قانون كولون من قبل الصيغة التالية

  

  حيث Q1، Q2 هو حجم الرسوم الكهربائية،

  ص هي المسافة بين اثنين من الرسوم،

  k هو معامل متناسبة يساوي K \u003d 1 / (4πε 0) \u003d 9 * 10 9 CL 2 / (H * M 2)، حيث ε 0 هو الثابت الكهربائي، ε 0 \u003d 8.85 * 10 -12 CL 2 / ( ن * م 2).

  لاحظ أن الثابت الكهربائي سابقا كان يسمى نفاذية العزل الكهربائي أو النفاذية العازلة للفراغ.

  

  يظهر قانون كولون نفسه، ليس فقط عند تفاعل التهم، ولكن أيضا أن النظام هو أكثر شيوعا من عدة رسوم. في هذه الحالة، يستكمل قانون كولون عاملا مهما آخر يسمى "مبدأ التراكبات" أو مبدأ التراكب.

  يستند مبدأ التراكب إلى قاعدتين:

  • التأثير على جسيم مشحون من العديد من القوى هو مجموع ناقلات آثار هذه القوات؛
  • أي حركة معقدة تتكون من العديد من الحركات البسيطة.

  مبدأ التراكب، في رأيي، هو الأسهل في التصوير بيانيا

  

  يوضح الشكل ثلاثة رسوم: -Q 1، + Q 2، + Q 3. من أجل حساب قوة إجمالي F، الأمر الذي يعمل على تهمة -Q 1، من الضروري حساب وفقا لقانون برودة قوة التفاعل F1 و F2 بين-ساعة 1، + Q 2 و -Q 1 ، + س 3. بعد ذلك، يتم طي القوى الناتجة وفقا لقاعدة تكوين ناقلات. في هذه الحالة، تم حساب F كقطري من المتوازي وفقا للتعبير التالي

  حيث α هي الزاوية بين المتجهات F1 و F2.

  الحقل الكهربائي. التوتر المجال الكهربائي

  يحدث أي تفاعل بين التهم، يسمى تفاعل Coulomb (باسم قانون كولون)، بمساعدة مجال كهرباء، وهو قابل ثابت في الوقت المناسب من خلال المجال الكهربائي من الرسوم الثابتة. المجال الكهربائي جزء من المجال الكهرومغناطيسي ويتم إنشاؤه بواسطة الرسوم الكهربائية أو الهيئات المشحونة. يؤثر المجال الكهربائي على الرسوم والهيئات المشحونة، بغض النظر عما إذا كانت تتحرك أو في راحة.

  أحد المفاهيم الأساسية للحقل الكهربائي هو توترها، الذي يعرف بأنه نسبة قوة الحالية في المجال الكهربائي إلى حجم هذه الرسوم. للكشف عن هذا المفهوم، من الضروري إدخال مثل هذا المفهوم ك "رسوم تجريبية".

  يسمى "تهمة المحاكمة" هذه الاتهامات التي لا تشارك في إنشاء مجال كهربائي، ولديها أيضا كمية صغيرة جدا وبالتالي فإن وجودها لا يسبب إعادة توزيع الرسوم في الفضاء، وبالتالي لا تشويه الحقل الكهربائي الذي تم إنشاؤه بواسطة الشحنات الكهربائية.

  

  وبالتالي، إذا قمت بإجراء "رسوم تجريبية" Q 0 إلى حد ما، والتي تقع على بعد مسافة من التهمة Q، ثم بعض القوة F، بسبب وجود المسؤول Q، ستصرك على "رسوم التجربة". تسمى نسبة قوة F 0 التي تعمل على تهمة تجريبية، وفقا لقانون كولون، إلى حجم "رسوم الاختبار" قوة المجال الكهربائي. يشار إلى قوة مجال الكهرباء من قبل E ولديه حبة N / CL

  

  إمكانات المجال الكهربائي. التباينات المحتملة

  كما تعلمون، إذا كان أي قوة تعمل على الجسم، فإن مثل هذا الجسم يجعل وظيفة معينة. وبالتالي، فإن التهمة الموضوعة في مجال الكهرباء سوف تؤدي أيضا العمل. في المجال الكهربائي، لا يعتمد العمل المنجز على مسار الحركة، ولكنه يحدد إلا من خلال الموقف الذي يحتل جسيما في بداية ونهاية الحركة. في الفيزياء في الحقل مثل حقل كهربائي (حيث لا يعتمد العمل على مسار حركة الجسم) الإمكانات.

  

  يتم تحديد العمل الذي يؤديه الجسم من خلال التعبير التالي

  

  حيث f هي القوة التي تتصرف ليس الجسم،

  S - المسافة التي سافرها هيئة الطاقة F،

  α هي الزاوية بين اتجاه حركة الجسم واتجاه القوة F.

  ثم سيتم تحديد العمل الذي يؤديه "رسوم الاختبار" في الحقل الكهربائي الذي تم إنشاؤه بواسطة المسؤول Q 0 من قانون كولون

  

  حيث Q P - "رسوم التجربة"،

  q 0 - تهمة إنشاء مجال كهربائي،

  r 1 و R 2 - على التوالي، المسافة بين Q P و Q 0 في الموضع الأولي والأخير من "رسوم الاختبار".

  نظرا لأن الأداء مرتبط بالتغيير في الطاقة المحتملة W P، ثم

  

  وسيتم تحديد الطاقة المحتملة ل "رسوم الاختبار" في كل نقطة فندقية من مسار الحركة من التعبير التالي

  

  كما يمكن أن ينظر إليه من التعبير مع تغيير في حجم "رسوم الاختبار"، سيتم تغيير قيمة نسبية الطاقة المحتملة بما يتناسب مع QP، لذلك، تم تقديم معلمة أخرى إلى سمة الحقل الكهربائي، الذي هي إمكانات المجال الكهربائي، وهي سمة الطاقة ويتم تحديدها بواسطة التعبير التالي

  

  حيث K هو معامل التناسب المساوي K \u003d 1 / (4πε 0) \u003d 9 * 10 9 KL 2 / (H * M 2)، حيث ε 0 هو ثابت كهربائي، ε 0 \u003d 8،85 * 10 -12 كيلو متر 2 / (ن * م 2).

  وبالتالي، فإن إمكانات المجال الكهربائي هي سمة طاقة تميز الطاقة المحتملة، والتي لها تهمة، وضعت في هذه المرحلة من المجال الكهربائي.

  من ما سبق، يمكننا أن نستنتج أن العمل الذي يتم إجراؤه عند تحريك الشحن من نقطة إلى أخرى يمكن تحديده من التعبير التالي

  وهذا هو، العمل الذي يؤديه المجال الكهربائي مع حركة التهمة من نقطة إلى أخرى يساوي تهمة التهمة على الفرق المحتمل في النقاط الأولية والإنقارية للمسار.

  عند حساب الأنسب لمعرفة الفرق المحتمل بين نقاط المجال الكهربائي، وليس القيم المحددة للإمكانات في هذه النقاط، وبالتالي، تحدث عن إمكانات أي نقطة في هذا المجال، الفرق المحتمل بين هذا النقطة والنزهة الأخرى في هذا المجال، والتي كانت يمكن اعتبارها مساوية للصفر.

  يتم تحديد الفرق المحتمل من التعبير التالي ولديه بعد فولت (ب)

  

  

  تابع قراءة في المقالة التالية

  النظرية جيدة، ولكن دون تطبيق عملي فهو مجرد كلمات.

  شحنة كهربائية - هذه كمية مادية تميز قدرة الجزيئات أو الهاتف للدخول في التفاعلات الكهرومغناطيسية. يشار عادة تهمة الكهرباء بالحروف س: أو س:وبعد في نظام SI، يتم قياس التهمة الكهربائية في كابينة (CL). الشحن المجاني من 1 CL هو مبلغ ضخم من المسؤولية، لم يتم العثور عليه عمليا في الطبيعة. كقاعدة عامة، سيتعين عليك التعامل مع Microcolehons (1 ميكرولتر \u003d 10 -6 CL)، Nanocoles (1 NNK \u003d 10 -9 CL) و Picocoleons (1 PPC \u003d 10 -12 CL). التهمة الكهربائية لديها الخصائص التالية:

  1. التهمة الكهربائية هي نوع من المواد.

  2. الشحنة الكهربائية لا تعتمد على حركة الجسيمات ومن سرعتها.

  3. يمكن نقل الرسوم (على سبيل المثال، مع جهة اتصال مباشرة) من جسم إلى آخر. على عكس وزن الجسم، فإن تهمة كهربائية ليست سمة متكاملة لهذا الجسم. نفس الجسم في ظروف مختلفة قد يكون لديه رسوم مختلفة.

  4. هناك نوعان من الرسوم الكهربائية، المذكورة المشروط إيجابي و نفي.

  5. جميع الرسوم تتفاعل مع بعضها البعض. في الوقت نفسه، يتم صدور رسوم نفس الاسم، تنجذب VariePetes. قوات التفاعل هي المركزية، أي أنها تقع على مراكز تواصل اتصال خط مستقيم.

  6. هناك أدنى حد ممكن (الوحدة) تهمة كهربائية تسمى الشحن الابتدائيوبعد قيمته:

  هيا \u003d 1،602177 · 10 -19 CL ≈ 1.6 · 10 -19 CB.

  تهمة كهربائية من أي هيئة هي دائما تهمة الابتدائية دائما:

  أين: ن. - عدد صحيح. ملاحظة، فإن وجود تهمة غير ممكن 0.5 هيا; 1,7هيا; 22,7هيا إلخ. يتم استدعاء الكميات المادية التي يمكن أن تأخذ فقط مجموعة من القيم المنفصلة (غير المستمرة) محددةوبعد تهمة الابتدائية E هي الكم (أصغر جزءا) لشحن كهربائي.

  في نظام معزول، لا يزال المبلغ الجبري من تهم جميع الهيئات دائمة:

  يجادل قانون الحفاظ على تهمة كهربائية بأنه في نظام مغلق من الهيئات أو عمليات الولادة أو اختفاء تهم علامة واحدة فقط لا يمكن ملاحظتها. من قانون توفير التهمة يتبع أيضا، إذا جثتي من نفس الحجم والأشكال ذات التهم س: 1 أولا س: 2 (على الإطلاق بغض النظر عن علامة التهم)، تؤدي إلى الاتصال، ثم توزيع الظهر، ثم فإن تهمة كل هيئة ستكون مساوية:

  من وجهة نظر حديثة، الجزيئات الأولية هي ناقلات الرسوم. تتكون جميع الهيئات العادية من ذرات تشمل مشحونة إيجابية البروتوناتمشحون سلبيا إلكترونات وجزيئات محايدة - النيوترونوبعد البروتونات والنيوترونات جزء من النواة الذرية، تشكل الإلكترونات غمد الإلكترون من الذرات. الرسوم الكهربائية للبروتون والمواد الإلكترونية هي نفسها تماما وتساوي عن الرسوم الابتدائية (أي الحد الأدنى الممكن) هيا.

  في ذرة محايدة، يعد رقم البروتون في القلب مساويا لعدد الإلكترونات الموجودة في القشرة. هذا الرقم يسمى رقم ذرية. قد تفقد ذرة هذه المادة إلكترونا واحدا أو أكثر، أو شراء إلكترون زائد. في هذه الحالات، يتحول ذرة محايدة إلى أيون إيجابي أو سلبي. لاحظ أن البروتونات الإيجابية جزء من النواة الذرية، لذلك يمكن أن يتغير عددهم فقط تحت ردود الفعل النووية. من الواضح، عند عدم حدوث هيئات التفاعلات النووية الكهربائية. لذلك، في أي ظواهر كهربائية، لا يتغير عدد البروتونات، يختلف عدد التغييرات الإلكترونية فقط. وبالتالي، فإن رسالة جسم الجسم السلبي تعني انتقال الإلكترونات غير الضرورية. رسالة تهمة إيجابية، خلافا لخطأ متكرر، لا تعني إضافة البروتونات، ولكن الإلكترون الممزقة. يمكن نقل الشحنة من جسم إلى أجزاء أخرى تحتوي على إلكترونات عديمة عدد منها.

  في بعض الأحيان في المهام، يتم توزيع الشحنة الكهربائية على بعض الجسم. لوصف هذا التوزيع، يتم تقديم القيم التالية:

  1. الكثافة الخطية تهمة. تستخدم لوصف توزيع رسوم الخيط:

  أين: ل. - طول الموضوع. تقاس في CL / م.

  2. كثافة شحن السطح. تستخدم لوصف توزيع الشحنات على سطح الجسم:

  أين: س. - مساحة سطح الجسم. تقاس في CL / م 2.

  3. شحن الكثافة تهمة. تستخدم لوصف توزيع الرسوم حسب حجم الجسم:

  أين: الخامس. - حجم الجسم. يتم قياسها في CL / M 3.

  لاحظ أن كتلة الإلكترون يساوي:

  أنا. \u003d 9.11 ∙ 10 -31 كجم.

  قانون كولون.

  رسوم نقطة دعا الجسم المشحون، يمكن إهمال الأحجام التي في ظروف هذه المهمة. بناء على العديد من التجارب، أنشأت القلادة القانون التالي:

  تناسب قوة تفاعل رسوم النقاط الثابتة مباشرة مع نتاج وحدات الشحن وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينها:

  

  أين: ε - نفاذية عازلة للوسيلة - قيمة جسدية بدون أبعاد توضح عدد المرات التي ستكون فيها قوة التفاعل الكهربائي في هذه الوسيلة أقل من الفراغ (أي عدد المرات التي يضعفها المتوسطة التفاعل). هنا ك. - معامل في قانون كولون، القيمة التي تحدد القيمة العددية لقوة التفاعل من الرسوم. في نظام النظام الذي اتخذ مساويا:

  ك. \u003d 9 ∙ 10 9 م / و.

  تخضع قوات التفاعل ذات الاتهامات الثابتة لقانون نيوتن الثالث، ويتم تنفيذه من بعضها البعض بنفس علامات التهم والجاذبية لبعضها البعض مع علامات مختلفة. يسمى تفاعل الرسوم الكهربائية الثابتة كهرباء أو coulomb التفاعل. يسمى قسم الديناميكا الكهربية التي يدرس التفاعل coulomb كهرباء.

  قانون كولون عادلا للأجسام المشحونة بالموجهة، ومجالات وكرات مشحونة بشكل موحد. في هذه الحالة للمسافات رديئة يستغرق المسافة بين مراكز المجالات أو الكرات. في الممارسة العملية، تتم قانون كولون بشكل جيد إذا كان حجم الهيئات المشحونة أقل بكثير من المسافة بينهما. معامل في الرياضيات او درجة ك. في النظام SI، مكتوبة أحيانا في النموذج:

  

  أين: ε 0 \u003d 8.85 ∙ 10 -12 f / m - ثابت كهربائي.

  تبين التجربة أن قوات تفاعل كولوم تخضع لمبدأ التراكب: إذا تتفاعل الهيئة المشحونة في وقت واحد مع العديد من الهيئات المشحونة، فإن القوة الناتجة التي تعمل على هذه الهيئة تساوي مجموع ناقلات القوى التي تعمل على هذا الجسم من الجميع جثث مشحونة أخرى.

  تذكر أيضا تعريفان مهمان:

  الظروف - المواد التي تحتوي على شركات الشحن الكهربائية المجانية. داخل الموصل، تكون الحركة المجانية للإلكترونات - ناقلات المسؤولية - ممكن (يمكن أن يحدث التيار الكهربائي وفقا للموصلات). موصلات تشمل المعادن والحلول ذوبان بالكهرباء والغازات المؤينة والبلازما.

  عازل (عوازل) - المواد التي لا توجد فيها شركات شحن مجانية. الحركة المجانية للإلكترونات الداخلية داخل العزلان أمر مستحيل (لا يمكن أن تدفق التيار الكهربائي). إنه عازل يحتوي على ثبات عازل للوحدة غير متساو ε .

  بالنسبة للمادة العازلة للمادة، فإن ما يلي صحيح (حول ما هو حقل كهربائي أقل قليلا):

  

  المجال الكهربائي والتوتر

  وفقا للأفكار الحديثة، فإن الرسوم الكهربائية لا تعمل مباشرة. كل هيئة مشحونة يخلق في المساحة المحيطة. الحقل الكهربائيوبعد هذا الحقل لديه حركة السلطة على جثث أخرى مشحونة. العقارات الرئيسية للحقل الكهربائي هي تأثير على الرسوم الكهربائية مع بعض القوة. وبالتالي، فإن تفاعل الهيئات المشحونة غير مباشرة من خلال تأثيرها على بعضها البعض، ولكن من خلال الحقول الكهربائية المحيطة بالهيئات المشحونة.

  يمكن استكشاف المجال الكهربائي المحيط بالجسم المشحون باستخدام رسوم الاختبار المزعومة - صغيرة في حجم رسوم نقطة لا تجعل إعادة توزيع ملحوظ للرسوم المدروسة. للحد الكمي للحقل الكهربائي، يتم تقديم خصائص الطاقة - التوتر المجال الكهربائي هيا.

  يسمى التوتر الميداني الكهربائي قيمة مادية تساوي نسبة الطاقة التي يعمل بها الحقل في رسوم اختبار، وضعت في هذه النقطة نقطة، إلى حجم هذه الرسوم:

  

  قوة المجال الكهربائي - القيمة المادية ناقلات. يتزامن اتجاه متجه التوتر في كل نقطة من الفضاء مع اتجاه القوة التي تعمل على تهمة اختبار إيجابية. يسمى المجال الكهربائي للرسوم الثابتة وغير المتغيرة بالكهرباء.

  للحصول على تمثيل مرئي لاستخدام المجال الكهربائي خطوط الكهرباءوبعد يتم تنفيذ هذه الخطوط بحيث تزامن اتجاه متجه التوتر في كل نقطة مع اتجاه الظل إلى خط الطاقة. خطوط الطاقة لها الخصائص التالية.

  • خطوط الطاقة من المجال الكهربائي لا تتقاطع أبدا.
  • يتم دائما توجيه خطوط الكهرباء للحقل الكهربائي من الرسوم الإيجابية إلى سلبية.
  • عند تصوير حقل كهربائي باستخدام خطوط الطاقة، يجب أن يكون سمكهم يتناسب مع وحدة متجه قوة الحقل.
  • تبدأ خطوط الطاقة بشحنة إيجابية أو إنفينيتي، وتنتهي سلبية أو إنفينيتي. سمك الخطوط هي أكبر التوتر أكبر.
  • في هذه المرحلة، يمكن أن يمر بخط كهرباء واحد فقط، لأن تم تعيين جهد المجال الكهربائي في هذه المرحلة بالتأكيد.

  يسمى المجال الكهربائي متجانس إذا كان ناقل الجهد هو نفسه في جميع نقاط الميدان. على سبيل المثال، يقوم حقل متجانس بإنشاء مكثف مسطح - لوحان متساويان مساويا في الحجم وعكس علامة، مفصولة بطبقة عازلة، والمسافة بين اللوحات أقل بكثير من حجم اللوحات.

  في جميع نقاط حقل متجانسة لشحن س:، دخلت في مجال متجانس مع التوتر هيا، يتصرف نفس الحجم وقوة الاتجاه على قدم المساواة F. = eq.وبعد وإذا التهمة س: إيجابية، يتزامن اتجاه القوة مع اتجاه ناقلات الجهد، وإذا كانت الشحنة سلبية، فإن متجه القوة والتوتر موجه للغاية.

  يتم عرض رسوم النقاط الإيجابية والسلبية في الشكل:

  

  مبدأ التراكب

  إذا تم التحقيق في الحقل الكهربائي الذي تم إنشاؤه بواسطة العديد من الجثث المشحونة باستخدام رسوم اختبار، فإن القوة الناتجة تساوي مجموع القوات الهندسية التي تعمل على تهمة اختبار من كل هيئة مشحونة بشكل منفصل. وبالتالي، فإن توتر الحقل الكهربائي الذي تم إنشاؤه بواسطة نظام الشحن في هذه المرحلة من المساحة يساوي مجموع ناقلات التوتر في الحقول الكهربائية التي تم إنشاؤها بنفس رسوم الرسوم بشكل منفصل:

  

  هذه الخاصية المجال الكهربائي تعني أن الحقل تابع مبدأ التراكبوبعد وفقا لقانون كولون، فإن توتر الحقل الكهربائي الذي تم إنشاؤه بواسطة رسوم نقطة س: على عن بعد رديئة منه، يساوي الوحدة:

  

  يسمى هذا الحقل كولوم. في مجال Coulomb، يعتمد اتجاه متجه التوتر على علامة التهمة س:: اذا كان س: \u003e 0، ثم يتم توجيه ناقل التوتر من الرسوم إذا س: < 0, то вектор напряженности направлен к заряду. Величина напряжённости зависит от величины заряда, среды, в которой находится заряд, и уменьшается с увеличением расстояния.

  قوة المجال الكهربائي، والتي تخلقها الطائرة المشحونة بالقرب من سطحها:

  لذلك، إذا كانت المهمة تتطلب تحديد شدة مجال نظام الشحن، فأنت بحاجة إلى التصرف في ما يلي خوارزمية:

  1. رسم رسم.
  2. صور قوة مجال لكل تهمة بشكل منفصل في النقطة المطلوبة. تذكر أن التوترات تهدف إلى تهمة سلبية ومن تكلفة إيجابية.
  3. احسب كل من التوترات وفقا للصيغة المقابلة.
  4. أضعاف التوتر ناقلات هندسي (I.E. vector).

  الطاقة المحتملة للطاقة

  تتفاعل الرسوم الكهربائية مع بعضها البعض ومع حقل كهربائي. يصف أي تفاعل الطاقة المحتملة. التفاعل المحتمل للطاقة من رسوم كهربائية نقطة تحسبها الصيغة:

  انتبه إلى عدم وجود وحدات في الاتهامات. للحصول على رسوم متنوعة، فإن طاقة التفاعل لها قيمة سلبية. نفس الصيغة صالحة أيضا للطاقة التفاعل من المجالات والكرات المشحونة بشكل موحد. كالعادة، في هذه الحالة، يتم قياس المسافة R بين مراكز الكرات أو المجالات. إذا كانت الرسوم ليست اثنين، ولكن أكثر من ذلك، فينبغي النظر في طاقة تفاعلها على النحو التالي: كسر نظام الرسوم لجميع الأزواج المحتملين، وحساب طاقة تفاعل كل زوج وتلخيص جميع الطاقات لجميع الأزواج وبعد

  يتم حل المهام الواردة في هذا الموضوع، وكذلك مهام قانون الحفاظ على الطاقة الميكانيكية: الأول هو طاقة التفاعل الأولي، ثم النهائي. إذا طلب من المهمة العثور على عمل بشأن حركة التهم، فسيكون ذلك مساويا الفرق بين الطاقة الإجمالية الأولية والنهائية لتفاعل الاتهامات. يمكن أن تتحول طاقة التفاعل أيضا إلى طاقة حركية أو أنواع أخرى من الطاقة. إذا كانت الجثث مسافة طويلة جدا، فإن طاقة تفاعلها تعتمد تساوي 0.

  يرجى ملاحظة: إذا كانت المهمة مطلوبة للعثور على الحد الأدنى أو الحد الأدنى أو الحد الأقصى المسافة بين الجسيمات (الجزيئات) عند التحرك، اكتمال هذه الحالة في ذلك الوقت عندما تتحرك الجزيئات في اتجاه واحد بنفس السرعة. لذلك، ينبغي أن يبدأ القرار بسجل قانون الحفاظ على الدافع، والتي توجد منها هذه السرعة نفسها. ثم يجب عليك كتابة قانون الحفاظ على الطاقة، مع مراعاة الطاقة الحركية للجسيمات في الحالة الثانية.

  القدره. التباينات المحتملة. الجهد االكهربى

  يحتوي المجال الكهربائي على عقار مهم: تشغيل قوة المجال الكهربائي عند نقل التهمة من نقطة واحدة إلى أخرى لا يعتمد على شكل المسار، ولكن يتم تحديده إلا من خلال موقف الأولي ونقطة النهاية وقيمة الشحن.

  نتيجة استقلال العمل على شكل المسار هو البيان التالي: عمل قوة المجال الكهربائي عندما تتحرك التهمة على طول أي مسار مغلقة هو صفر.

  خاصية الإمكانات (استقلال العمل على شكل مسار) يسمح لك المجال الكهربائي بدخول مفهوم الطاقة المسؤولية المحتملة في المجال الكهربائي. وتسمم الكمية المادية المساوية لنسبة الطاقة المحتملة لشحنة كهربائية في مجال الكهرباء بحجم هذه الشحنة القدره φ الحقل الكهربائي:

  القدره φ إنها سمة طاقة للحقل الكهربائي. في النظام الدولي للوحدات (الوحدات)، وحدة الإمكانات (وبالتالي فإن الفرق في الإمكانات، أي الفولتية) هي فولت [ب]. الإمكانات هي قيمة العددية.

  في العديد من مهام الكهرباء، عند حساب إمكانات نقطة الدعم، حيث يتم تطبيق قيم الطاقة والإمكانات المحتملة على الصفر، فهي مريحة لاتخاذ نقطة بعيدة بلا حدود. في هذه الحالة، يمكن تحديد مفهوم الإمكانات على النحو التالي: الإمكانات الميدانية في هذه المرحلة من المساحة تساوي العمل التي تؤديها القوى الكهربائية عند إزالة تكلفة إيجابية واحدة من هذه النقطة إلى اللانهاية.

  إذ يشير إلى الصيغة للطاقة المحتملة لتفاعل تهمين نقطة وفصلها بأحد الاتهامات وفقا لتحديد الإمكانات، نحصل على ذلك القدره φ مجالات رسوم النقطة س: على عن بعد رديئة من ذلك بالنسبة إلى نقطة عن بعد بلا حدود يتم حسابها على النحو التالي:

  يمكن أن تكون المحتملة التي تحسبها هذه الصيغة إيجابية وسالبة اعتمادا على علامة الشحن التي أنشأتها. تعبر نفس الصيغة عن إمكانات مجال كرة مشحونة بشكل موحد (أو كرة) في رديئة ≥ رديئة (خارج الكرة أو المجال)، حيث رديئة - دائرة نصف قطرها بالون، والمسافة رديئة يتم حسابها من مركز الكرة.

  للحصول على تمثيل مرئي للحقل الكهربائي، إلى جانب استخدام خطوط الطاقة الأسطح السياسيةوبعد يسمى السطح، في جميع النقاط التي تتمتع بها إمكانات المجال الكهربائي بنفس القيم، سطح المعدات أو سطح الإمكانات المتساوية. خطوط الكهرباء من المجال الكهربائي دائما عمودي على الأسطح التعليمية. الأسطح التعليمية مجال Coulomb Field of Point Charge هي مجالات متحدة المركز.

  الكهرباء الجهد االكهربى هذا هو مجرد اختلاف الإمكانات، أي يمكن تحديد تعريف الجهد الكهربائي من قبل الصيغة:

  

  في مجال كهربائي متجانس، هناك اتصال بين قوة المجال والجهد:

  العمل الكهربائي العمل يمكن حسابها في الفرق في الطاقة المحتملة الأولية والمتنوعة لنظام الشحن:

  يمكن أيضا حساب تشغيل الحقل الكهربائي في الحالة العامة من قبل أحد الصيغ:

  في حقل موحد، عندما تتحرك التهمة على طول خطوط الطاقة، يمكن أيضا حساب العملية الميدانية من خلال الصيغة التالية:

  في هذه الصيغ:

  • φ - محتملة المجال الكهربائي.
  • ∆φ - التباينات المحتملة.
  • د - الطاقة المسؤولية المحتملة في مجال كهربائي خارجي.
  • أ. - عمل المجال الكهربائي لتحريك تهمة (رسوم).
  • س: - التهمة التي يتم نقلها في مجال كهربائي خارجي.
  • U. - الجهد االكهربى.
  • هيا - قوة المجال الكهربائي.
  • د. أو δ. ل. - المسافة التي يتم نقلها على طول خطوط الطاقة.

  في جميع الصيغ السابقة، كان يتعلق بعمل المجال الكهربائي، ولكن إذا ذكرت المهمة أن "يجب أن يتم العمل"، أو نتحدث عن "عمل القوى الخارجية"، ثم يجب اعتبار هذا العمل هو نفسه العمل الميداني، ولكن مع علامة معارضة.

  مبدأ إمكانات التراكب

  من مبدأ تراكب توترات الحقول التي تم إنشاؤها بواسطة الرسوم الكهربائية، يتم اتباع مبدأ تراكب الإمكانات (مع التوقيع المحتمل الميداني يعتمد على علامة التهمة التي أنشأت الحقل):

  يرجى ملاحظة مدى أسهل تطبيق مبدأ تراكب الإمكانات من التوترات. الإمكانات هي قيمة عددية لا تملك اتجاهات. تم تلخيص الإمكانات القيم العددية.

  الحاوية الكهربائية. مكثف مسطح

  عند الإبلاغ عن موصل الشحن، يوجد دائما حد معين، لم يعد قادرا على شحن الجسم. لخصائص قدرة الجسم على تجميع الشحنة الكهربائية تقدم المفهوم السعة الكهربائيةوبعد تسميح قدرة موصل منعزل نسبة تهمةها إلى الإمكانات:

  في النظام، يتم قياس الحاوية في أصول الدرجات. 1 فراد - سعة كبيرة للغاية. للمقارنة، فإن قدرة العالم بأكملها أقل بكثير من فاراداي واحد. لا تعتمد سعة الموصل على تهمةها أو على إمكانات الجسم. وبالمثل، لا تعتمد الكثافة على الكتلة أو على حجم الجسم. تعتمد القدرات فقط على شكل الجسم وحجمها وخصائصها بيئتها.

  كهرباء تسمى أنظمة الموصلتين قيمة مادية، كما هو محدد باعتبارها نسبة التهمة س: أحد الموصلات إلى الفرق المحتمل φ بينهم:

  

  يعتمد حجم البلسم الكهربائي على شكل وحجم الموصلات وخصائص فصل العزل الكهربائي الموصلات. هناك مثل هذه التكوينات للموصلات التي يتركز فيها الحقل الكهربائي (المترجمة) فقط في منطقة معينة من المساحة. وتسمى مثل هذه الأنظمة المكثفاتوموصلات تشكل مكثف planmarchs..

  أبسط المكثف هو نظام لوحات موصلة مسطحة تقع في موازاة بعضها البعض في صغيرة مقارنة بحجم مسافات المسافة وفصلها طبقة عازلة. هذا مكثف يسمى مستويوبعد المجال الكهربائي للمكثف المسطح أمر مترجم بشكل رئيسي بين اللوحات.

  كل من لوحات مشحونة من المكثف المسطح يخلق مجال كهربائي بالقرب من سطحه، ويتم التعبير عن وحدة التوتر من خلال نسبة ما سبق. ثم وحدة التوتر لحقل النتيجة داخل المكثف التي تم إنشاؤها بواسطة طبقتين تساوي:

  

  خارج المكثف، يتم توجيه الحقول الكهربائية من طبقتين في اتجاهات مختلفة، وبالتالي الحقل الكهربائي الناتج هيا \u003d 0. يمكن حسابها بواسطة الصيغة:

  وبالتالي، فإن القدرات الكهربائية للمكثف المسطح يتناسب مباشرة مع منطقة اللوحات (لوحات) متناسبة عكسية مع المسافة بينهما. إذا كانت المسافة بين اللوحات مليئة بالعزل الكهربائي، فإن القدرات الكهربائية للمكثف تزيد ε زمن. لاحظ أن س. في هذه الصيغة، هناك مساحة مطلي بمكثف واحد فقط. عندما تتحدث المهمة عن "Slourlates"، فإنها تعني هذا المبلغ. أنت لا تحتاج أبدا إلى مضاعفة أو مشاركتها.

  دعونا تعطي صيغة مرة أخرى ل تهمة المكثفوبعد تحت تهمة المكثف، يتم فهم تهمة هجومها الإيجابي فقط:

  قوة جذب لوحات المكثف. يتم تحديد القوة التي تعمل على كل طائرة من خلال حقل مكثف غير كامل، والحقل الذي أنشأه المشبك المعاكس (الحدوث نفسه لا يعمل). يعادل توتر هذا المجال نصف توتر الحقل الكامل، وقوة تفاعل اللوحات:

  طاقة المكثف. يطلق عليه طاقة المجال الكهربائي داخل المكثف. تبين التجربة أن المكثف المشحون يحتوي على مخزون من الطاقة. إن طاقة المكثف المشحونة تساوي عمل القوى الخارجية التي يجب طردها لشحن المكثف. هناك ثلاثة أشكال مكافئة من تسجيل الصيغة لطاقة المكثف (يتبعون واحدة من الآخر إذا استفادت من النسبة س: = Cu.):

  

  إيلاء اهتمام خاص العبارة: "المكثف متصل بالمصدر". هذا يعني أن الجهد على المكثف لا يتغير. وتعني عبارة "المكثف المشحونة وإيقاف تشغيلها من المصدر" أن رسوم المكثف لن تتغير.

  مجال الطاقة الكهربائية

  يجب اعتبار الطاقة الكهربائية طاقة محتملة مخزنة في مكثف مشحون. وفقا للأفكار الحديثة، يتم توطين الطاقة الكهربائية للمكثف في المساحة بين لوحات مكثف، أي في المجال الكهربائي. لذلك، يطلق عليه طاقة المجال الكهربائي. تتركز طاقة الجثث المشحونة في الفضاء الذي يوجد فيه مجال كهربائي، أي يمكنك التحدث عن طاقة المجال الكهربائي. على سبيل المثال، تتركز مكثف الطاقة في الفضاء بين لوحاتها. وبالتالي، فإنه من المنطقي إدخال خاصية مادية جديدة - كثافة الطاقة الحجمية للحقل الكهربائي. على مثال مكثف مسطح، يمكنك الحصول على هذه الصيغة كثافة الطاقة الحجمية (أو طاقة وحدة وحدة تخزين المجال الكهربائي):

  اتصالات الموازين

  اتصال المكثف الموازي - زيادة الخزان. يتم توصيل المكثفات بنفس اللوحات المشحونة بالاسم، كما لو كانت من خلال زيادة مساحة لوحات مشحونة بنفس القدر. إن الجهد على جميع المكثفات هو نفسه، فإن التهمة الإجمالية تساوي مجموع رسوم كل مكعبات من المكثفات، وتساوي الطاقة الإجمالية أيضا بمقدار حاويات جميع المكثفات المرتبطة بالتوازي. شرب الصيغ للاتصال المتوازي المكثف:

  

  ل اتصال مكثف متتابع إن القدرة الإجمالية لبطارية المكثفات هي دائما أقل من حاوية أصغر مكثف مدرجة في البطارية. يتم استخدام اتصال متتابع لزيادة الجهد من انهيار المكثف. سنحول الصيغة إلى اتصال مكثف متسق. القدرة الإجمالية للمكثفات المتصلة بالتتابع هي من النسبة:

  

  من قانون الحفاظ على التهمة التي يتبعها تلك الرسوم على اللوحات المجاورة متساوية:

  الجهد يساوي مقدار الضغوط على المكثفات منفصلة.

  بالنسبة إلى اثنين من المكثفات المتصلة على التوالي، فإن الصيغة أعلاه ستعطينا التعبير التالي بسعة إجمالية:

  ل ن. نفس المكثفات المتصلة باستمرار:

  كرة موصلة

  قوة المجال داخل الموصل المشحون هو الصفر. خلاف ذلك، ستعمل الطاقة الكهربائية على رسوم مجانية داخل الموصل، والتي ستجبر هذه الرسوم على التحرك داخل الموصل. هذه الحركة، بدورها ستؤدي إلى الاحتفال بالموصل المشحونة، والتي لا يحدث في الواقع.

  حقيقة أنه داخل موصل لا يمكن فهم أي مجال كهربائي بشكل مختلف: إذا كانت الجسيمات المشحونة ستتحرك مرة أخرى، وسوف يتحركون بالضبط من أجل تقليل هذا الحقل إلى الضوضاء في مجالهم الخاص بشكل عام، لن يرغبوا في التحرك، لأن أي نظام ملتزم بالتوازن. عاجلا أم آجلا، ستتوقف جميع الرسوم المحمرة في هذا المكان بحيث لا يصبح الحقل داخل الموصل.

  على سطح الموصل، فإن جهد المجال الكهربائي هو الحد الأقصى. حجم توتر المجال الكهربائي للكرة المشحونة وراء حدوده لأنه يزيل من الموصل ويتم حسابه من قبل الصيغة، على غرار الصيغ لشدة حقل رسوم النقطة، والتي يتم فيها حساب المسافات من المركز الكرة.

  نظرا لأن قوة الميدانية داخل الموصل المشحون هو صفر، فإن الإمكانات في جميع النقاط داخل وعلى سطح الموصل هي نفسها (فقط في هذه الحالة الفرق المحتمل، وبالتالي فإن التوتر صفر). إن الإمكانات داخل وعاء مشحون مساويا لإمكانات السطح. يتم احتساب الإمكانات خارج الكرة من قبل الصيغة، على غرار الصيغ لإمكانات رسوم نقطة، حيث يتم حساب المسافات من وسط الكرة.

  نصف القطر رديئة:

  إذا كانت الكرة محاطة بالعزل الكهربائي، ثم:

  خصائص الموصل في المجال الكهربائي

  1. داخل الموصل، قوة المجال هي دائما صفر.
  2. إمكانات داخل الموصل في جميع النقاط هي نفسها وتساوية إلى إمكانات سطح الموصل. عندما تقول المهمة أن "الموصل هو محتمل على المحتمل ... في"، فإنها تعني إمكانات السطح.
  3. بالخارج من الموصل بالقرب من سطحه، فإن قوة الميدان دائما عمودي على السطح.
  4. إذا أبلغ الموصل بالشحن، فسيتم توزيعه جميعا على طبقة رقيقة جدا بالقرب من سطح الموصل (عادة ما يقال إن تكلفة موصل كاملة يتم توزيعها على سطحها). أوضح بسهولة: الحقيقة هي أن تهمة الجسم مبلغ، ونحن ننقل إليه شركات الشحن من علامة واحدة، I.E. تهم نفس الاسم، الذي يتم صده. لذلك سيستعملون أن ينتشروا بعيدا عن بعضهم البعض في أقصى مسافة مسافة ممكنة من كل ذلك، أي. يكره حواف جدا من الموصل. نتيجة لذلك، إذا من الموصل لإزالة النواة، فلن تتغير خصائصها الكهربائية بأي شكل من الأشكال.
  5. خارج الموصل، قوة المجال هي أكبر من سطح منحنى الموصل. يتم تحقيق الحد الأقصى لقيمة التوتر بالقرب من الحواف الكروية الحادة من سطح الموصل.

  ملاحظات لحل المهام المعقدة

  1. التأريض شيء يعني اتصال موصل هذا الكائن بالأرض. في الوقت نفسه، تتماشى إمكانات الأرض والكائن الحالي، والتهم اللازمة لهذه الرسوم على الموصل من الأرض إلى الكائن أو العكس. يجب أن تؤخذ في الاعتبار عدة عوامل تتبع حقيقة أن الأرض غير قابلة للقياس أكثر من أي كائن ليس هنا:

  • إن التكلمة الإجمالية للأرض تساوي مشرويا للاولو، وبالتالي فإن إمكاناتها تساوي أيضا NUL، وسوف تظل مساوية لنول المنصوص بعد توصيل الكائن بالأرض. باختصار، وسيلة - وسيلة لإعادة ضبط إمكانات الكائن.
  • لتصريف الإمكانات (وبالتالي، فإن تهمة كائن قد يكون إيجابيا وسلبيا)، سيتعين على الكائن إما أن يقبل إما الأرض (ربما حتى كبيرة جدا)، وسوف تكون الأرض قادرة دائما على تقديم هذه الفرصة.

  2. كرر مرة أخرى: المسافة بين هيئات الطارد هي الحد الأدنى في الوقت الحالي عندما تصبح سرعاتها متساوية في الحجم والتوجيه في اتجاه واحد (السرعة النسبية للرسوم هي صفر). في هذه المرحلة، فإن الطاقة المحتملة لتفاعل الاتهامات كحد أقصى. تعد المسافة بين الهيئات الجذابة إلى حد ما، أيضا في وقت المساواة بين السرعات الموجهة في اتجاه واحد.

  3. إذا كانت المهمة عبارة عن نظام يتكون من عدد كبير من الرسوم، فمن الضروري النظر والطلاء القوات التي تعمل على التهمة غير الموجودة في مركز التماثل.

• لمعرفة جميع الصيغ والقوانين في الفيزياء والصيغ والأساليب في الرياضيات. في الواقع، من السهل جدا أداء هذا الأمر، فإن الصيغ اللازمة في الفيزياء لا يقل عن 200 قطعة فقط، ولكن في الرياضيات حتى أقل قليلا. في كل عنصر من هذه العناصر هناك حول عشرة أساليب قياسية لحل مشاكل المستوى الأساسي للتعقيد، والتي، أيضا، يمكن أن تتعلم جيدا، وبالتالي على الجهاز تماما ودون صعوبة في حلها في اللحظة المناسبة معظم TS المركزية وبعد بعد ذلك، سوف تفكر فقط في أصعب المهام.
• قم بزيارة المراحل الثلاث من الاختبارات التمريرة في الفيزياء والرياضيات. يمكن زيارة كل RT مرتين لكسر الخيارين. مرة أخرى، على CT، بالإضافة إلى القدرة على حل المشكلات بسرعة وكفاءة، ومعرفة الصيغ والأساليب، من الضروري أيضا أن تكون قادرا على التخطيط بشكل صحيح في الوقت المناسب، وتوزيع القوات، والشيء الرئيسي هو ملء بشكل صحيح نموذج الإجابة، دون تخصيص عدد الردود والمهام، لا لقب. وأيضا خلال جمهورية تتارستان، من المهم التعود على مسألة صياغة القضايا في المهام، والتي قد تبدو على CT شخص غير عادي للغاية.

إن التنفيذ الناجح والمسؤول والمسؤول لهذه النقاط الثلاث سيسمح لك بإظهار نتيجة رائعة للأقليت CT، وهو أقصى ما قدرة عليه.

وجدت خطأ؟

إذا كنت، كما تعتقد، فقد وجدت خطأ في المواد التدريبية، يرجى الكتابة عن ذلك عن طريق البريد. يمكنك أيضا الكتابة عن الخطأ في الشبكة الاجتماعية (). في الرسالة، حدد الموضوع (الفيزياء أو الرياضيات)، الاسم أو الرقم الموضوع أو الاختبار أو رقم المهمة أو مكان أو مكان في النص (صفحة) حيث تعتقد أن هناك خطأ. تصف أيضا ما هو الخطأ المقدر. لن تبقى رسالتك دون أن يلاحظها أحد، سيتم إصلاح الخطأ، أو سوف تشرح لماذا هذا ليس خطأ.