Электричество и магнетизм

1.

СТРУКТУРА КУРСА по электричеству и магнетизму
Электричество
Электростати
ка
Постоянный
ток
Магнетизм

2.

Закон Кулона
Точечным называется заряд, сосредоточенный на
теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы
по сравнению с расстоянием до других заряженных
тел, с которыми он взаимодействует.
Понятие точечного заряда, как и материальной точки,
является физической абстракцией.

3.

Закон Кулона: сила взаимодействия F между двумя
неподвижными точечными зарядами, находящимися
в вакууме, пропорциональна зарядам Q1 и Q2 и
обратно пропорциональна квадрату расстояния r
между ними:
F=k Q1 Q2 \r2

4.

F12
F21
r
Q1 >0
Q2 >0
F=k Q1 Q2 \r2
где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от
выбора системы единиц. В системе СИ:
k= 1\4πε0= 9 10 9 м/Ф

5.

Сила F направлена по прямой, соединяющей
взаимодействующие заряды,
т. е. является центральной,
и соответствует притяжению (F<0) в случае
разноименных зарядов
и отталкиванию (F>0) в случае одноименных
зарядов.
Эта сила называется кулоновской силой.
F12
r
Q1 >0
F21
Q2 >0

6.

Сила F, действующая на заряд Q1 со стороны заряда
Q2, равна силе, действующая на заряд Q2 со стороны
заряда Q1.
В системе СИ коэффициент пропорциональности k
равен
k= 1\4πε0= 9 10 9 м/Ф
F12
Q1 >0
F21
r
Q2 >0
F21= - F12

7.

Тогда закон Кулона запишется в окончательном виде.
F= Q1 Q2 \ 4πε0 r2
F12
r
Q1 >0
F21
Q2 >0

8.

Линии напряженности (красные) и эквипотенциальные
поверхности (голубого цвета) для:
а)-положительного точечного заряда;
б) отрицательного и положительного точечных зарядов;
в)- двух положительных точечных зарядов.

9.

Электростатическая индукция
Е0 =0
Е0
Е’
Е=Е0 +Е’=0
Полное электростатическое поле внутри
проводника равно нулю,
а потенциалы во всех точках одинаковы и равны
потенциалу на поверхности проводника.

10.

Все внутренние области проводника, внесенного в
электрическое поле, остаются электронейтральными. Если
удалить некоторый объем, выделенный внутри проводника,
и образовать пустую полость, то электрическое поле внутри
полости будет равно нулю.
На этом основана электростатическая защита –
чувствительные к электрическому полю приборы для
исключения влияния поля помещают в металлические ящики.
Е =0

11.

Электростатическая защита
Электростатическая защита – чувствительные к
электрическому полю приборы для исключения влияния
поля помещают в металлические ящики
Е =0
Поле в металлической полости
равно нулю.

12.

Конденсаторы.
k= 9 10 9 м/Ф
Мы ранее определили из этой формулы что проводник
будет обладать большой емкостью, только имея очень
большие размеры.
На практике, однако, необходимы устройства,
обладающие способностью при малых размерах и
небольших относительно окружающих тел потенциалах
накапливать значительные по величине заряды, иными
словами, обладать большой емкостью.
Эти устройства получили название конденсаторов.

13.

Основа конструкции
конденсатора — две
токопроводящие обкладки,
между которыми находится
диэлектрик.

14.

Токопроводящими обкладками могут быть:
1) две плоские пластины;
2) два коаксиальных цилиндра;
3) две концентрические сферы.
Поэтому в зависимости от формы обкладок
конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и
сферические.

15.

Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то
линии напряженности начинаются на одной обкладке и
кончаются на другой,
поэтому свободные заряды, возникающие на разных
обкладках, являются равными по модулю
разноименными зарядами Q.
+Q
-Q

16.

Под емкостью конденсатора понимается физическая
величина, равная отношению заряда Q,
накопленного в конденсаторе,
к разности потенциалов (φ1 —φ2)
между его обкладками

17.

конденсаторы
сверху — керамические;
снизу — электролитические

18.

Упругие волны
Волновые процессы. Продольные и поперечные волны
Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды
(твердой, жидкой или газообразной),
распространяются в ней с конечной скоростью,
зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки
среды к другой.
Чем дальше расположена частица среды от источника
колебаний, тем позднее она начнет колебаться.
Иначе говоря, фазы колебаний частиц среды и источника
тем больше отличаются друг от друга, чем больше это
расстояние

19.

Отличие колебания от волны - при
распространении волны частицы среды
не двигаются вместе с волной,
а колеблются около своих положений
равновесия.