ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ. НАПРУЖЕННІСТЬ. ПОТЕНЦІАЛ.ЕЛЕКТРОЄМНІСТЬ

Уроки. Електричне поле.(10,11 КЛАС)КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ЕЛЕКТРИЗА́ЦІЯ — процес надання тілу електричного заряду за рахунок інших тіл. Процес, що приводить до появи на тілах або різних частинах одного тіла надлишку електричного заряду. ЕЛЕКТРИЗАЦІЯ ТЕРТЯМЕЛЕКТРИЗАЦІЯ ДОТИКАННЯМЕЛЕКТРИЗАЦІЯ ВПЛИВОМЕЛЕКТРИЗАЦІЯУМОВА ЕЛЕКТРІЗАЦИЇ - ВЗАЄМОДІЯ ДВОХ І БІЛЬШЕ ТІЛКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ЕЛЕКТРИЧНИЙ ЗАРЯДІСНУЮТЬ ДВА ВИДИ ЗАРЯДІВ "+" і "-"--++-+Подільність заряду Заряд можна зменшити або збільшити тільки на ціле число електронів. Елементарний (мінімальний) негативний заряд – Електрон        𝒆=−𝟏,𝟔𝟎𝟐∙𝟏𝟎−𝟏𝟗 Кл  𝒎𝒆 =𝟗,𝟏𝟎𝟗𝟓 ∙ 𝟏𝟎−𝟑𝟏 кг Елементарний (мінімальний) позитивний заряд – Протон   р=+𝟏,𝟔𝟎𝟐∙𝟏𝟎−𝟏𝟗 Кл  𝒎р =𝟏,𝟔𝟕𝟐𝟔 ∙ 𝟏𝟎−𝟐𝟕 кг  𝑄=𝑁∙𝑒  (𝑄=𝑁∙𝑝 ) ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ЗАРЯДУЗАКОН КУЛОНАУ замкнутій системі за будь-якихвзаємодіях алгебраїчнасума зарядів залишається постійноюq1 + q2 + …..+ qn = const. Сила F взаємодії двох нерухомих точкових зарядів 𝒒𝟏  и 𝒒𝟐 прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r між ними: 𝐹𝑘= k∙𝑞1∙𝑞2𝑟2 𝐹𝑘12 𝐹𝑘21 𝐹𝑘21 𝐹𝑘12 𝑟 𝑟 𝑞2 𝑞1 𝑞1 𝑞2 𝑘=9∙109 Н∙м2 Кл2 КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕвид матерії, що існує незалежно від нас і наших знань про нього;утворюється навколо заряджених тіл (рухомих та нерухомих)проявляється дією на інші заряджені тіла. КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

НАПРУЖЕННІСТЬ НАПРУЖЕНІСТЬ – силова характеристика електричного поля 𝐸=𝐹1𝑞1 = 𝐹2𝑞2 = 𝐹3𝑞3 =…= 𝐹𝑛𝑞𝑛=𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡  Е- НАПРУЖЕННІСТЬ, НКл 𝐸= 𝐹𝑞 q > 0, 𝐸⇈𝐹  q < 0, 𝐸⇵𝐹  ЯКЩО ПОЛЕ ОДНОРІДНЕ, ТО НАПРУЖЕНІСТЬ У КОЖНІЙ ЙОГО ТОЧЦІ Є ВЕЛИЧИНА ПОСТІЙНА𝐸2=𝑘∙𝑞пр𝑟2 qпр > 0q1< 0q3>0q2>0qn>0𝐸𝑁 𝐸3 𝐸2 Fn𝐸1 𝑟 F1 F2 F3модуль напруженості в даній точці поля завжди можна розрахувати, знаючи величину заряду, що створив це поле, приклад: КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

СИЛОВІ ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ(ЛІНІЇ НАПРУЖЕНОСТІ )силові лінії - це уявні лінії, дотична до яких у будь-якій точці поля збігається з напрямком вектора напруженостіE3 3не перетинаються; не мають зламів; починаються на позитивних зарядах і закінчуються на негативних;Не замкненіКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ЛІНІЇ НАПРУЖЕНОСТІ ТА ФОРМУЛА ДЛЯ РОЗРАХУНКУ НАПРУЖЕНОСТІ поле неоднорідно: густина ліній різнаполе однорідне: густина ліній однакова-+точкового заряду-++-++-зарядженої пластини𝐸=𝑘∙𝑞𝑟2 𝐸= 𝜎2∙𝜀0 𝐸= 𝜎𝜀0 зарядженого шара𝐸=𝑘∙𝑞𝑟2 +++++++++E = 0𝜏= 𝑞ℓ  - лінійнаполе двох рівномірно заряджених площин. E = 0 E = 0поле неоднорідно: густина ліній різна. ГУСТИНА ЗАРЯДУ𝜌= 𝑞𝑉 𝜎= 𝑞𝑆 - об’ємна- поверхнева𝑟 КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦІЇ ПОЛІВq1> 0q2< 0 Е1 Е Е2 +𝒒пр 𝑭𝑲𝟐  𝑭𝑲𝟏  𝑟2 𝑟1 Е=Е𝟏 +Е𝟐 +...+Е𝒏   НАПРУЖЕНІСТЬ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ, створюваного в даній точці системою зарядів, є векторна сума напруженості полів окремих зарядів. РЕЗУЛЬТУЮЧИЙ ЕФЕКТ ДЕКІЛЬКОХ НЕЗАЛЕЖНИХ ВПЛИВІВ Є СУМОЮ ЕФЕКТІВ, ЩО ВИКЛИКАЮТЬСЯ КОЖНИМ ВПЛИВОМ ОКРЕМОКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

Провідники в електричному полі електризуються під дію електричних сил. На їх поверхні з'являються вільні електричні заряди. Ці заряди створюють внутрішнє електричне поле, яке компенсує зовнішнє. Заряд в середині провідника поміщеного в електричне поле дорівнює нулю. Тому НАПРУЖЕНІСТЬ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ в середині провідника дорівнює нулю. ПРОВІДНИКИ В ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОМУ ПОЛІ𝑬зов. +-𝑬внут. 𝑬=𝟎 Заряди в провіднику розташовуютьсятільки на його поверхні: Е зовн компенсується Е внутрце є- електростатичний захист. КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЕЛЕКТРОСТАТИЧНА ІНДУКЦІЯ - це явище перерозподілу електричного заряду всередині тіла під впливом електричного поля,внаслідок чого одна частина тіла заряджається негативно друга позитивно,а в цілому тіло залишається нейтральним.

РОБОТА СИЛ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯПри переміщенні заряду 𝒒пр з точки 1 в точку 2, і назад, була здійснена робота : 𝑨= 𝑨𝟏+𝑨𝟐 оскільки 𝒒пр повернувся у вихідну точку, система зарядів не змінилася, а отже, і електричне поле залишилося залишилось тем же. Отже енергія поля не змінилася Як відомо: РОБОТА - Є МІРА ЕНЕРГІЇ, тому 𝑨=𝟎 ;𝑨𝟏=𝑨𝟐 Е𝑥1 𝑥2 𝑑 2 1 𝐹к − q + q𝑋 𝑌 0 𝐴2 𝐴1 𝒒пр 𝑆 𝜶 Загальна формула роботи: Fк = E ∙ qпр, де  S ∙ cosα = d A = qпр∙E ∙ 𝒅, або A = qпр∙E ∙(𝒙𝟐−𝒙𝟏) РОБОТА ПОЛЯ:робота будь-якого електростатичного поля під час переміщення в ньому зарядженого тіла з однієї точки в іншу не залежить від форми траєкторії по замкнутій траєкторії робота електростатичного поля завжди дорівнює нулю. ЕЛЕКТРОСТАТИЧНЕ ПОЛЕ – Є ПОТЕНЦІЙНИМвластивості потенційних полів: A = Fк ∙ S∙ cosα 𝐴=− ∆𝑊𝑝   поле здійснює позитивну (𝑨>𝟎) роботу? якщо потенційна енергія зменшується (𝑬𝒑 ↓) , а кінетична при цьому зростає(𝑬𝒌 ↑), тобто частинка в такому електростатичному полі прискорюється  поле виконує від'ємну (𝑨<𝟎) роботу, якщо потенційна енергія зростає (𝑬𝒑 ↑) , а кінетична енергія зменшується (𝑬𝒌 ↓), тобто частинка в полі сповільнюється  КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ПОТЕНЦІАЛ. РІЗНИЦЯ ПОТЕНЦІАЛІВПОТЕНЦІАЛ - фізична величина, енергетична характеристика електростатичного поля𝝋 - потенціал, В (вольт) в системе СІ В = Дж. Кл РІЗНИЦЯ ПОТЕНЦІАЛІВ - це фізична величина, що чисельно дорівнює роботі кулонівських сил із переміщення одиничного позитивного заряду з однієї точки в іншу.∆𝜑=𝜑1−𝜑2  𝝋=А𝟏−𝟐𝒒пр=𝑾𝑷𝒒пр  ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦІЇ 𝜑=𝜑1 +𝜑2 +...+𝜑𝑛   ЗВ'ЯЗОК МІЖ НАПРУЖЕНІСТЮ ТА РІЗНИЦЕЮ ПОТЕНЦІАЛІВ𝐸=𝜑1−𝜑2∆𝑑 ЕКВІПОТЕНЦІА́ЛЬНА ПОВЕ́РХНЯ (ЛІНІЯ РІВНОГО ПОТЕНЦІАЛУ) — поверхня, в усіх точках якої однаковий потенціал. Еквіпотенціальні поверхні перпендикулярні до силових ліній поля.+𝜑1  𝜑2  𝜑3  𝐸 𝐸 +𝐸 𝐸 𝜑1  𝜑2  𝜑3  𝝋=𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕 Еквіпотенціальні поверхні

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЕЛЕКТРОЄМНІСТЬ. КОНДЕНСАТОРИЕЛЕКТРОЄМНІСТЬ ВІДОКРЕМЛЕНОГО ПРОВІДНИКА – фізична величина, яка характеризує здатність провідника накопичувати заряд і дорівнює відношенню електричного заряду qвідокремленого провідника до його потенціалу. С - електоємність, Ф(фарад) в системе СІ Ф = Кл. В С= 𝑞𝜑1−𝜑2 С= 𝑞𝑈 ПЛОСКИЙ КОНДЕНСАТОР – це пристрій, що являє собою систему з двох паралельних провідних обкладок, розділених шаром діелектрика, товщина якого є малою порівняно з розмірами обкладок.𝒅 𝑺 обкладкидіелектрик𝒅 𝑺 +qε- qпозначення на електросхемі𝐶=𝜀∙𝜀0∙𝑆𝑑 плоскі, циліндричні, сферичні, рулонні та ін.(за формою обкладок )полярні(1) та неполярні(2), постійної ємності(3), змінної ємності(4), підстроювальні(5) (за призначенням )КОНДЕНСАТОРИ БУВАЮТЬ:+ полярніпостійної ємностінеполярніпостійної ємностізміннойємностіпідстроювальні конденсатори𝜺𝟎=𝟖,𝟖𝟓∙𝟏𝟎−𝟏𝟐 Фм 

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 З’ЄДНАННЯ КОНДЕНСАТОРІВ+ + + 𝑪𝟑  𝑪𝟐  𝑪𝟏  𝑼 + + + 𝑪𝟏  𝑪𝟑  𝑪𝟐  𝑼 ПОСЛІДОВНЕПАРАЛЕЛЬНЕ𝒒𝟏 =𝒒𝟐 =…=𝒒𝒏   𝑪=𝑪𝟏 +𝑪𝟐 +...+𝑪𝒏   𝟏𝑪= 𝟏𝑪𝟏+𝟏𝑪𝟐+∙∙∙+𝟏𝑪𝒏 𝐶= 𝐶1∙𝐶2𝐶1+𝐶2 𝑼=𝑼𝟏 +𝑼𝟐 +...+𝑼𝒏   𝑸=𝒒𝟏 +𝒒𝟐 +…+𝒒𝒏   𝑼𝟏 =𝑼𝟐 =…=𝑼𝒏   𝑪=𝑪𝟏 +𝑪𝟐  ЕНЕРГІЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯПри зарядці конденсатора здійснюється робота. ПОТЕНЦІАЛЬНА ЕНЕРГІЯ ЗАРЯДЖЕНОГО КОНДЕНСАТОРА дорівнює роботі по переміщенню електричних зарядів проти сил електростатичного поля (згідно закону збереження енергії).𝑾𝑬=𝑪∙𝑼𝟐𝟐=𝒒𝟐𝟐∙𝑪=𝒒∙𝑼𝟐