Свойства электростатического потенциала
Потенциал электростатического поля определяется с точностью до постоянной, физический смысл имеет лишь разность потенциалов. Чтобы определить значение потенциала, требуется выбрать нулевой потенциал (точку отсчета). Потенциал бесконечно удаленной точки считают равным нулю.
Выделим основные свойства, присущие электростатическому потенциалу :
· Потенциал поля в данной точке пространства равен работе , которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность:
· Электростатический потенциал - энергетическая характеристика электростатического поля, являющаяся непрерывной функцией. Непрерывность используется при выводе потенциалов электростатических полей различных заряженных тел.
· Электростатический потенциал спадает по направлению силовых линий электростатического поля.
· Для электростатического поля справедлив принцип наложения потенциалов: в каждой точке пространства потенциал электростатического поля, созданного в этой точке всеми источниками электростатических полей, равен алгебраической сумме потенциалов электростатических полей , созданных в этой точке всеми источниками электростатических полей:
Это следует из принципа суперпозиции напряженностей электрических полей.
Потенциал электростатического поля точечного заряда
Потенциал электростатического поля точечного заряда Q в точке A, удаленной на расстояние r от заряда Q, определяется формулой:
|
|
|
Эта формула выглядит таким образом, если потенциал электростатического поля бесконечно удаленной точки принять равным нулю. Следует понимать, что заряд, стоящий в числителе формулы, пишется с учетом знака (без модуля). Потенциал может быть как положительным, так и отрицательным или равным нулю.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЁМКОСТЬ
Уединенный проводник и его емкость
Рассмотрим заряженный уединенный проводник. Потенциал создаваемого им электрического поля на бесконечности будем считать равным нулю. Так как потенциал имеет постоянное значение по всему объему проводника, то можно говорить о потенциале проводника в целом.
Потенциал, который приобретает проводник при сообщении ему заряда q, будем обозначать φ. Многочисленными экспериментами было установлено, что отношение q/φ заряда проводника q к его потенциалу φ не зависит ни от q, ни от φ, а определяется только формой, размерами проводника и диэлектрической проницаемостью среды, в которой он находится.
Это отношение назвали емкостью уединенного проводника.
Емкость уединенного проводника задается соотношением:
|
|
|
C = q/φ
где q -заряд этого проводника, φ - его потенциал.
В СИ единица измерения емкости фарада: Ф.
Если проводник не уединен, то потенциал, который он приобретает при сообщении ему определенного заряда, зависит от формы и присутствия других проводников. Это происходит благодаря явлению электростатической индукции перераспределения зарядов под действием внешнего электрического поля.
Конденсатор и его емкость
Конденсатором мы назовем совокупность проводящих тел, служащих для накопления электрических зарядов. Конденсатор обычно имеет две пластины (обкладки). Форма пластин может быть различной: плоской, сферической, цилиндрической. По форме пластин различают и тип конденсатора. Если заряжается одна пластина, то благодаря явлению электростатической индукции заряд второй наводится через влияние первой. Поэтому вторая пластина будет иметь такой же заряд, но противоположного знака. Заряд q конденсатора - модуль заряда одной из его обкладок, при этом на одной из обкладок находится положительный заряд , а на другой отрицательный .
Многочисленными экспериментами было установлено, что отношение q/(φ1-φ2 ) заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками не зависит ни от q, ни от φ1-φ2 , а определяется только формой и размерами его пластин, а также диэлектрической проницаемостью среды между его обкладками. Это отношение назвали емкостью конденсатора.
|
|
|
Емкость конденсатора задается соотношением:
C = q/(φ1-φ2 )
С = q/U
Таким образом, электрическая емкость С конденсатора определяет заряд, который нужно сообщить одной его пластине, чтобы вызвать повышение напряжения между пластинами на 1 В.
Основным конденсатором, является плоский конденсатор.
C=ε*ε0*S/d, где S – площадь обкладки, d – расстояние между обкладками.
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!