Физика (Шпаргалка)

внесенного во внеш. однородное поле поле Е0 образованное плоским конденс.

На образце появятся поверхностные связанные заряды.

+ s ' , - s '. _

Связ заряды созд. поле Е'

_

напр противополож. Е0.

_ _ _

Е=Е0+Е' Е= Е0+Е'

Е=Е0 - s '/e0=E0 - жe0E/e0

E+жE=E0

(1+ж)= E0

1+ж=e

E=E0/e - напряженность поля в диэлектрике внесенного во внеш. поле Е0.

Напряженность поля в диэлектр. Уменьшется в e раз при условии что s на

обкладках конденс. остаются постоянными.

Если диэлектрик вносится в плоский конденс. подключенный к источнику

напряжения , напряженность остается =Е0.

eЕ=Е0

ee0Е=e0Е0 D0=e0Е0

D=D0=s

В таком случае эл. смещение одинаково в вакууме и в диэл.

Лекция.

s =const E=Е0/e0

E созд. всеми видами зарядов как свободными так и связанными.

D = D0

диэл в возд

U=const

s =const

Е0=E

D=eD0

Связь между связанными и свободными и свободными зарядами (s и s' ).

Связь между s и s' устанавл.на основании выраж. для напряж. поля.

Е= Е0 - Е'

Е0/e=Е0 - Е'

s/e0=s/e0- s '/e0

s/e= s - s'

s'=(e - 1/e)ґs

_ _ _

Связь между Е , D , Ю.

_ _

D= e0eE=(1+ж)ґe0E=

_ _

=e0E+жe0E0

_ _

D=e0E+Ю - связь

Теор. Гаусса при наличии диэлектриков.

Для воздуха и для вакуума две равные теор. Гаусса.

1) fDnds=еqi

S i

2) тe0Ends=еqi

i

1)=2)

При наличии деэлектриков значимость 1) и 2) различна. В формуле 2) при

наличии диэлектрика в прав. часть надо добавить алгебраич. сумму всех

связанных зарядов 2)' тe0Ends=еqi+

i

+еqi'

i

Вел. связанных зарядов зависет от Еn.

Поток вектора эл. смещения сквозь произвол. замкн поверх. равен алгебраич.

сумме всех свобод. зарядов заключ. внутри поверхности.

fDnds=еqi - теор. Гаусса

S i при наличии диэлектрика.

Явление на границе двух диэлектриков .

Граничные условия.

Закон преломления линий поля.

До сих пор мы рассм. диэл. вносимый в поле так что поверхность его

совпадала с эквипотонц. поверх. , а линии

_ _

Е и D были ^ поверхности.

_ _

Каково направление Е и D

_ _

если Е и D не ^ эквипотонц. поверх.

Для построения картины поля внитри диэлектрика нужно знать граничные

условия.

Граничные условия для нормальных составляющих

_ _

Е и D.

Рассм. границу раздела двух диэлектриков.

Псть у 1) - e1

2) - e2

e2 > e1

Пусть на границе раздела

_

двух диэлектрикриков D направлен под углом a.

_ _

Расскладываем D1 и D2 на состовляющие нормальную к поверхности и танген-

циальную.

_ _ _

D1=D1n+D1t

_ _ _

D2=D2n+D2 t

Для применен. Теор. Гаусса надо построить замен. поверх.

Нухно выбрать цилиндрич поверхн.

Найдем поток вектора эл. смещения через замкн. поверх.

ФD=D2nDS - D1nDS

Найдем алгебр. сумму зар. попавших внутрь.

D2nDSґD1nDS=0

DS№0

1) D2n=D1n

Cогласно связи.

e2e0E2n= e1e0E1n

2) E1n/E2n = e2/e1

2) - втор. гранич. усл. показ. каково повидение Е на грпнице: En на границе

раздела двух диэл. изменяется скачком.

Граничные условия для тангенц. состовляющей.

Для получ. этих гранич. усл. воспольз. теор.о циркуляции вектора

напряженности электрич поля.

fЕldl=0

L

Нужно построить четеж для

_

Е аналогично рис 1.

_ _ _ _

(1) - Е1® Е1=E1n+E1t

_ _ _ _

(2) - Е2® Е2=E2n+E2t

Для применения теор. о циркул. нужно выбрать замкн. контур. В качестве

замкнутого контура выбираем прямоугольник стороны котор. ЅЅ границе раздела

, высота h®0.

АВ=CD=а

Направление обхода по часовой стрелке.

fЕldl=0 L=ABCD

L

В каждой точке на расст AB E1t ЅЅ этому участку.

Поэтому циркуляция E1t на AB равна

B D

fЕldl=E1tтdl - E2tтdl=0

L A C

E1ta - E2ta=0

a№0

3) E1t=E2t

У вектора напряженности поля при переходе через границу раздела двух

диэлектриков не меняется тангенциальная состовля-ющая.

D1t/e1e0=D2t/e2e0

Используя 3) и связь между

_ _

D и E получим:

4) D1t/e1e0=D2t/e2e0 - 4-ое условие .

На границе раздела двух диэлектриков тангенц.

_

сoставл. D изменися.

1,2,3,4 - условия позволяют правельно построить картину линий поля.

Закон преломления линий поля.

tga2=D2 t /D2n tda1=D1 t /D1n

tga2/tga1= D2t ґD1n/ D2nґD1t = =D2 t /D1 t = e2/e1

5) tga2/tga1=e2/e1 - зак. преломления линий поля.

Угол больше в той среде где e больше.

Из 5) следует гуще линии поля располож. В диэлектрике где e больше.

e2< e1

Построить картину линий поля.

Активные диэлектрики.

(диэлектрики с особыми поляризационными свойства-ми.)

Мы рассматривали поляриза-цию однородных , изотроп-ных диэлектриков.

_ _

Ю=жe0Е

ж=const

При Е=0 у большенства диэл. Ю =0. (поляризация исчезает)

Сущ. диэлектрики с нелинейной зависемостью.

_ _

Ю от Е.

_ _

Ю №жe0Е

2) Ю = f(E)

Это первый тип диэл. с особыми свойствами предста-вляет собой класс сигме-

нтодиэлектриков.

У сигментодиэлектриков 2) представляет собой петлю гистерезиса.

Петля гистерезиса 1,2,3,4,5,6,1

Область 0,1 - область первич-

ной поляризации.

_ _

При уменьшении Е вектор Ю

убывоет по кривой 1,2,3.

_

При Е=0 в диэлектрике сох-

раняется остаточная поляри-

_

зация Ю 0.

_

Ю =0 в т. 3 т.е. при внеш. поле обратного направления.

Лекция.

Постоянный ток.

Проводимость металлов и газов.

Электрический ток - направленное движение зарядов.

Носители заряда - заряды создающие ток.

В электролитах - ионы

металлах - электроны

газах - ионы и электроны.

Проходимостью тока - назв. прохождение зарядов через вещество.

Типы проводимости - ионная , электронная , смешанная.

Независимо от вида проводимости для тока приняты следующие характеристики:

1) I - сила тока.

2) j - плотность тока.

Сила тока - физ. вел. численно равная заряду переносимому через поперечное

сечение проводника за 1 с. (скалярная вел.)

[ I ]=A

1) I=q/A

1А = сила тока при прохождении которого через поперечное сечение

проводника в 1 с переносится заряд в 1 Кл.

А - четвертая основная единица в Си.

Направлением тока считают направление положительных зарядов.

Если сила тока постоянна и направление постоянно , то говорят о постоянном

токе.

(1) - справедлива для постоянного тока.

Если сила тока меняется со временем то (1) запис. следующую 2) i=dq/dt.

На основании (2) можно получить кол- во заряда переносимого через

поперечное сечение проводника за единицу времени dq=idt.

t

3) q=тi(t)dt

0

Плотность тока - векторная характеристика.

По определению постоянного тока плотность тока равна

_

4) ЅjЅ=I/S^ S^- ^ току

Плотность тока - физ. вел. численно равная заряду переносимому за 1с через

единичную площадку поперечного сечения расположенного ^ току.

Если ток меняется 5) j=di/dS^

формула 5) дает возможность находить силу тока.

6) di=jdS^=jndS

интегрируем лев. и прав. часть.

_ _

7) i=тjndS =тjdS

S S

Из 7) следует что сила меняющегося тоеа численно = потоку вектора плотности

тока через площадь поперечного сечения.

Единицей плотности тока явл. А/м2.

Связь между плотностью тока и скор. направленного движения носителей тока.

В любом веществе проводящем ток носители тока учавствуют в непрерывном

чаотич. движ.

uт=cр uт- тепловая скор.

Направленное движ. это движение которое налагается на хаотич. тепл. движ. и

вынуждает носителей двигаться в определенном направлении.

cр- ср. знач. скор. направленного движ.

Плотность тока явл. функцией. j=f(n, qэл, )

1) j= qэлґn

Для док. рассмотрим проводник постоянного сечения цилиндрич. формы.

n - число носителей тока

qэл- известно

2) j=I/S=q/St

q - вел. заряда переносимого через попереч. сечение S за время t.

l=

V=lS=S

qv= qэлnV - через S^ за 1с.

q=qvґt

Подставим в 2)

i= qэлnVґSt/St _ _

Отсюда следует j=qэлn

Условия существования тока.

Источники тока.

Э.Д.С. источника тока.

Необходимые усл. сущ. тока.:

1) наличие носителей тока

2) наличие сил вынуждающих носителей тока двигаться

3) наличие разности потенциалов вдоль поверхности проводника.

Рассм. отрезок проводника.

Для длительного поддержания тока необходимо какимто образом положительные

носители тока с конца 2 перенести на торец 1.

Движение носителей тока внутри образца происходит под действ. силы

электрич. природы.

Движение зарядов прекратится очень быстро: положительные скапливаются на

конце 2.

Перенос зарядов из 2 в 1 осуществить невозможно (это означало бы движения

(+) против Е ).

Такой перенос можно осуществить только с помощью силы другой природы не

электрич. происхождения.

Этот перенос реализует устройство называемое источником тока.

За счет действия источника тока внутри проводника появл. электрич. поле

напряженностью Е.

Поскольку Е поверх. проводника , то поверх. проводника не явл. эквипотонц.

j2< j 1

j2 - j 1= Dj

Источ. тока независ. от принципа работы характеризует e - Э.Д.С. и r -

внутр. сопротивл.

Э.Д.С. - называют работу совершаемую сторонними силами по перемещению

единич. полож. зар. на замкнутом участке цепи.

1) e=A*/q

[e]=B

Втор. определение Э.Д.С.

2

A=q(j2 - j 1)=qтЕldl

1

2

2) A*=A1,2*= qтЕl*dl

Страницы: 1, 2, 3, 4



Реклама
В соцсетях