Директен електрически ток
2. Две метал сфера с радиус 2 см и 6 см дълги, тънки проводници са свързани, капацитет на който може да се пренебрегне. Топки съобщават такса 1 п. Какви са повърхностната плътност отговарящ за топките? (А: 49,8 MN / m2; 16,6 MN / m2) (§16.4)
3. материал точка massoym = 10 мг, 5 пС заряд носител, е безкрайно разстояние от проводящ сфера неутрален с радиус 5 см. Точката на материал леко натискане в посока на центъра на топката. Какво скорост ще бъде на разстояние от 10 см от центъра? (Отговор: "2,6 м / сек) (§16.5)
4. Точка С се намира в ъгъла между две взаимно перпендикулярни равнини неутрален проводник, както е показано на фиг. Rasstoyaniea = 2 cm, размери значително bolshea равнини. Каква е работата на външните сили за пренасяне на заряд точка, р = 1 п от безкрайност до този момент? (А: -0.6 х 10-6 J) (§16.5)
5. Кух сферична радиуси кондензатор електроди 5cm и 10 см половината напълнени с масло, чиито диелектрична константа е 2.2. Каква е капацитет на получения кондензатор? (Отговор: 12.23 PF) (§16.6)
6. Пет двойки точки свързани кондензатори с капацитет С Какво е C0 на капацитет между всеки два от тези точки? (Отговор: 2.5c) (§16.7)
7. кондензатор запълнен с диелектричен течност pronitsaemostyue = 2.2, зарежда, на стойност от 2 кДж енергия. След това, без да изключвате кондензатор от източника, диелектрик оттича от него, изключен от източник, и се изсипват. Каква е енергията, освободена при разреждане,? (Отговор: "0.91 кДж) (§16.8)
8. плосък кондензатор с квадратни плочи от 100 cm2 и разстоянието между плочите на 3 mm, се зарежда до напрежение на 2 кВ и изключен от източника на захранване. С широк мощност порцелан плоча с пропускливост на 5 и 3 мм дебелина започва се всмуква в кондензатора? (Отговор: "0,94 MN) (§16.8)
Глава 17. пряк електрически ток. ЗАКОНИ DC
§17.1. основни понятия
Токов удар, като правило, ние трябва да се обадите на нормалното придвижване на микроскопичен брой несвързани заплащане. Така на теория на електрическия ток понятия и несвързан безплатен заряд съвпадат. Следователно е ясно, че токът може да се случи само в проводниците. са проводници:
· Метали (несвързан носители на заряд - електрони)
· Електролити (носители - йони, както положителни и отрицателни)
· Плазмените (носител - йони и електрони).
Електрически ток се характеризира, на първо място, на вектора на плътността на тока. които по дефиниция се изразява като
.
Когато п - концентрацията на носител на несвързан заряд в дадена точка на проводника; 0 р - заряд носител; - скоростта на движение или нареди дрейф скоростта на превозвачите в даден момент на проводника. Тъй зареждане носители могат да бъдат положителни или отрицателни, вектор плътност на тока може да бъде насочена както скоростта дрейф и против.
Втората характеристика на основни електрически ток се нарича сегашната власт.
.
Тук, S - произволна повърхност вътре в проводника. Това е силата на тока през всяка повърхност вътре в проводника - е потокът на вектора на плътността на тока през повърхността.
Нека разгледаме скаларната продукта, когато Йоан - проекцията на посоката. Умножете по един елементарен период от време, през който протича през заряд на повърхността:
,
- количеството несвързан такса пресичащи елементарни повърхностни DS за единица време или зареждате елементарен поток. Следователно е ясно, че
.
По този начин, може да се прилага друга дефиниция на текущата сила: потока на зареждане чрез дадено количество заряд или повърхностно го пресича в една посока за единица време.
Електрически заряд изчезва и не се появи, следователно, ако S - затворен повърхност, то размерът на разходите, който е оставил извън S. равен загуба на заряд в него:
.
Това уравнение се нарича уравнение на приемственост. В случай на постоянен ток такси не се натрупват никъде, и не намалява с времето. Така че, при постоянен ток
.
Тъй като страничните стени на проводника, която е част tsepipostoyannogo ток. такси не се пресичат, предишното уравнение се удовлетворява за всяка част от веригата: такса поток, преминаващ през част от единия си край, е равна на таксата поток, преминаващ през другата. Вследствие на това DC свърже сила на тока във всички напречни сечения на една и съща верига. Напречно сечение е напълно повърхност разделя тоководещия проводник във всяка точка на вектора на плътност на тока, която е перпендикулярна на повърхността.
Единицата за измерване на тока в SI нарича Ампер
.
§17.2. закона на Ом в диференциална форма
Въз основа на класическите понятия, можем да кажем, че при нормални проводници при сегашната медийна р 0 съпротива сила. насочено срещу скоростта на спрея. Следователно, за да се поддържа постоянна скорост на дрейф (което се изисква в случай на постоянен ток по проводник, с постоянно напречно сечение) трябва да има движеща сила. В тази роля може да претендира само електростатични сили, тъй като действието на Кулон сили, насочени към изравняване на потенциала от другата страна на диригента и изчезването на напрежението в проводника. Ето защо, на постоянен ток в допълнение към електростатични сили трябва да поддържа движещите сили с не-електростатичен характер, които са обобщени име на външни сили. По този начин, динамиката на тока превозвач в проводника могат да бъдат описани чрез разделяне на всички сили в три класа, устойчивост, електростатични и страни. първокласни сили винаги насочени срещу скоростта на дрейфа, силата на другите две класи може да бъде насочена срещу, както и върху скоростта на дрейф.
Като цяло, движеща сила е сумата от
,
който въвежда вектора на външни сили, и векторът на движещите сили. Постоянството на скоростта на течението в класическия описание означава, че тангенциален компонент на движещата сила е базирана на силата на съпротивление. Следователно при наличие на постоянен ток
.
Но, първо, теорията DC на всички заинтересовани от работата на различните сили на текущата превозвача и нормални компоненти на работата е била извършена. Второ, скоростта на носител отклонение е малка, и радиусите на кривините на контурите за среда са достатъчно големи. Следователно, нормално ускорение на носители е малък, следователно, могат да се считат незначителни нормални компоненти на движещите сили. т.е.