🗊Презентация Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения заряда. Закон Кулона

Закон сохранения электрического заряда В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной.

Электрическое поле- Электрическое поле- особая форма материи, существующая около электрических зарядов. Главное свойство поля- действовать с некоторой силой на электрический заряд, помещённый в данную точку поля.

Закон Кулона Точечный заряд- заряженная материальная точка

1 Кулон (Кл)- 1 Кулон (Кл)- заряд , проходящий за 1с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 Ампер Минимальный заряд- заряд элементарных частиц

Напряженность электрического поля – силовая характеристика электростатического поля. Напряженность электростатического поля – векторная физическая величина, равная отношению силы Кулона, с которой поле действует на пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда. Единица напряженности – ньютон на кулон (Н/Кл).

Напряженность поля, созданного точечным положительным зарядом Q, в точке, находящейся на расстоянии r от него.

Направление вектора напряженности. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы Кулона, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

Линии напряжённости Линии напряжённости ( силовые линии) электрического поля- линии , касательные к которым в каждой точке, совпадают с векторами напряжённости

Свойства линий напряжённости Линии не замкнуты. Начинаются на +, заканчиваются на – Линии не пересекаются Где линии гуще, поле сильнее

Напряжённость точечного заряда

Линии напряжённости двух точечных зарядов

Принцип суперпозиции полей Напряжённость электрического поля, создаваемого системой зарядов, равна векторной сумме напряжённостей полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности.    E = E1 + E2 + ...

Силовые линии поля электрического диполя. Электрический диполь – система , состоящая из двух равных по модулю разноименных точечных зарядов. Плечо диполя – отрезок прямой длиной l, соединяющий заряды.

Однородное электрическое поле. Если расстояние между линиями напряженности в некоторой области пространства одинаково (линии параллельны), то одинакова и напряженность поля в этой области. Электрическое поле, векторы напряженности которого одинаковы во всех точках пространства, называется однородным.

Задача № 1. В некоторой точке поля на заряд 2нКл действует сила 0.4 мкКл. Найти напряженность поля в этой точке.

Задача №2. Какая сила действует на заряд 12 нКл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна 2кН/Кл?

Задача №3. С каким ускорением движется электрон в поле с напряженностью 10 кН/Кл?

Задача № 4. Найти напряженность поля заряда 36 нКл в точке, удаленной от заряда на 9 см.

Потенциальность электростатического поля При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Потенциальность электростатического поля Силовые поля, работа сил которых при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю, называют потенциальными или консервативными. Потенциальная энергия заряда q, помещенного в любую точку (1) пространства, относительно фиксированной точки (0) равна работе A10, которую совершит электрическое поле при перемещении заряда q из точки (1) в точку (0): Wp1 = A10

Потенциал электрического поля. Разность потенциалов Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля: Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля. В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В): 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

Проводники в электрическом поле Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов (электронов), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника. Типичные проводники – металлы. Электростатическая индукция - перераспределение свободных зарядов в проводнике, внесенном в электрическое поле, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника). Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.

Проводники в электрическом поле Все внутренние области проводника, внесенного в электрическое поле, остаются электронейтральными На этом основана электростатическая защита – чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики

Диэлектрики в электрическом поле В диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика. Связанные заряды создают электрическое поле которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля. Этот процесс называется поляризацией диэлектрика. Полное электрическое поле внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше внешнего поля Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.

В сильном электрическом поле (при большом напряжении) диэлектрик (например воздух) становится проводящим. Наступает так называемый пробой диэлектрика: между проводниками проскакивает искра и они разряжаются. Чем меньше увеличивается напряжение между проводниками с увеличением их зарядов, тем больше заряд на них можно накопить.

Е~q Е~q U~E U~q Напряжение U между двумя проводниками пропорционально электрическим зарядам, которые находятся на проводниках (на одном +|q|, а на другом -|q|). Действительно, если заряды удвоить, то напряженность электрического поля станет в 2 раза больше, следовательно, в 2 раза увеличится и работа, совершаемая полем при перемещении заряда, т. е. в 2 раза увеличится напряжение. Поэтому отношение заряда q одного из проводников (на другом находится такой же по модулю заряд) к разности потенциалов между этим проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами проводников, их формой и взаимным расположением, а также электрическими свойствами окружающей среды.    Это позволяет ввести понятие электроемкости двух проводников.

Электрическая емкость. Конденсатор Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними: Конденсатором называется система двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками

В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф): 1 Ф = 1 Кл/1В 1 Ф –это электроемкость двух проводников равна единице если при сообщении им зарядов +1 Кл и -1 Кл между ними возникает разность потенциалов 1 В 1мкФ=1∙10-6 Ф 1нФ=1∙10-9 Ф 1пФ=1∙10-12 Ф

Различные типы конденсаторов: По изменению емкости: постоянные (емкость не меняется), переменные (изменяя физические свойства, меняем емкость). -По форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические. По типу диэлектрика: газовые, жидкостные, с твердым диэлектриком. По виду диэлектрика: стеклянные, бумажные, слюдяные, керамические, электроли тические.

В настоящее время широко применяются бумажные конденсаторы для напряжений в несколько сот вольт и ёмкостью в несколько микрофарад. В таких конденсаторах обкладками служат две длинные ленты тонкой металлической фольги, а изолирующей прокладкой между ними – несколько более широкая бумажная лента, пропитанная парафином. Бумажной лентой покрывается одна из обкладок, затем ленты туго свёртываются в рулон и укладываются в специальный корпус. Такой конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает ёмкостью 10мкФ (металлический шар такой ёмкости имел бы радиус 90км). В настоящее время широко применяются бумажные конденсаторы для напряжений в несколько сот вольт и ёмкостью в несколько микрофарад. В таких конденсаторах обкладками служат две длинные ленты тонкой металлической фольги, а изолирующей прокладкой между ними – несколько более широкая бумажная лента, пропитанная парафином. Бумажной лентой покрывается одна из обкладок, затем ленты туго свёртываются в рулон и укладываются в специальный корпус. Такой конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает ёмкостью 10мкФ (металлический шар такой ёмкости имел бы радиус 90км).

В радиотехнике применяются слюдяные конденсаторы небольшой ёмкости (от десятков до десятков тысяч пикофарад). В них листки станиоля прокладываются слюдой так, что все нечётные листки станиоля, соединённые вместе , образуют одну обкладку конденсатора, тогда как чётные листки образуют другую обкладку. Эти конденсаторы могут работать при напряжениях от сотен до тысяч вольт. В радиотехнике применяются слюдяные конденсаторы небольшой ёмкости (от десятков до десятков тысяч пикофарад). В них листки станиоля прокладываются слюдой так, что все нечётные листки станиоля, соединённые вместе , образуют одну обкладку конденсатора, тогда как чётные листки образуют другую обкладку. Эти конденсаторы могут работать при напряжениях от сотен до тысяч вольт.

В последнее время слюдяные конденсаторы в радиотехнике начали заменять керамическими. Диэлектриком в них служит специальная керамика. Обкладки керамических конденсаторов изготавливаются в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищённого слоем лака. Керамические конденсаторы изготавливаются на ёмкости от единиц до сотен пикофарад и на напряжении от сотен до тысяч вольт. В последнее время слюдяные конденсаторы в радиотехнике начали заменять керамическими. Диэлектриком в них служит специальная керамика. Обкладки керамических конденсаторов изготавливаются в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищённого слоем лака. Керамические конденсаторы изготавливаются на ёмкости от единиц до сотен пикофарад и на напряжении от сотен до тысяч вольт.

Широкое распространение получили так называемые электролитические конденсаторы, диэлектриком в которых служит очень тонкая пленка оксидов, покрывающих одну из обкладок (полосу фольги). Второй обкладкой служит бумага пропитанная раствором электролита. Эти конденсаторы имеют большую ёмкость (до нескольких тысяч микрофарад) при небольших размерах. Широкое распространение получили так называемые электролитические конденсаторы, диэлектриком в которых служит очень тонкая пленка оксидов, покрывающих одну из обкладок (полосу фольги). Второй обкладкой служит бумага пропитанная раствором электролита. Эти конденсаторы имеют большую ёмкость (до нескольких тысяч микрофарад) при небольших размерах.

Часто используются конденсаторы переменной емкости с воздушным диэлектриком. Они состоят из двух систем металлических пластин, изолированных друг от друга. Одна система пластин неподвижна, вторая может вращаться вокруг оси. Вращая подвижную систему, плавно изменяют ёмкость конденсатора. Часто используются конденсаторы переменной емкости с воздушным диэлектриком. Они состоят из двух систем металлических пластин, изолированных друг от друга. Одна система пластин неподвижна, вторая может вращаться вокруг оси. Вращая подвижную систему, плавно изменяют ёмкость конденсатора.

Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном сосредоточено между пластинами. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном сосредоточено между пластинами.

Применение конденсаторов 2.В радиолакационной технике – для получения импульсов большей мощности. 3. В телефонии и телеграфии – для разделения цепей переменного и постоянного токов, разделения токов различной частоты. 4. В автоматике и телемеханике – для создания датчиков на емкостном принципе, разделения цепей постоянного и пульсирующего токов. 5.В технике счетно-решающих устройств – в специальных запоминающих устройствах и т.д. 6. В электроизмерительной технике – для создания образцов емкости, получения переменной емкости (магазины емкости и лабораторные переменные конденсаторы), создания измерительных приборов на емкостном принципе и т. д. 7. В лазерной технике – для получения мощных импульсов. 8. Электроэнергетике: для защиты от перенапряжений, для улучшения коэффициента мощности, для пуска конденсаторных двигателей, для электрической сварки разрядом, люминесцентные лампы

Применение конденсаторов

Применение конденсаторов В лазерной технике – для получения мощных импульсов

Применение конденсаторов 1.В радиотехнической и телевизионной аппарату ре – для создания колебательных контуров, их настройки, блокировки.

Применение конденсаторов В радиолокационной технике

Применение конденсаторов В автоматике и телемеханике Искрогашение в цепи переменного тока

Применение конденсаторов В автоматике и телемеханике – для создания датчиков на емкостном принципе, разделения цепей постоянного и пульсирующего токов.

Применение конденсаторов Электроэнергетика: эл. сварка разрядом, люминесцентные лампы и др.

Применение конденсаторов Рентгеновская аппаратура

От чего зависит электроемкость плоского конденсатора?

Электрическая емкость. Конденсатор

Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз: Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз:

Энергия заряженного конденсатора

Электрическая емкость. Конденсатор

Закрепление материала. Вопросы: 1. Что называют электроемкостью двух проводников? 2. В каких единицах измеряют электроемкость? 3. От чего зависит ёмкость конденсатора? 3. Что такое конденсатор? 4. Какие существуют типы конденсаторов? 5. Основные применения конденсаторов. Тесты Решение задач

Решение задач 1.

Домашнее задание: -Березкина, упр. 1,17. 1,57 рефераты «Применение конденсаторов в моей профессии»