Kondensatory. Definicja pojemności przewodnika: C = q V. stosunek!adunku wprowadzonego na przewodnik do wytworzonego potencja!u.

Transkrypt

1 Kondensatoy Defncja pojemnośc pzewodnka: stosunek!adunku wpowadzonego na pzewodnk do wytwozonego potencja!u Jednostka: faad, F, µ F F, pf F Kondensato: uk!ad co najmnej dwóch pzewodnków, pzedzelonych zolatoem. Najpostszy kondensato p!ask: dwe p!ytk metalowe, pzedzelone zolatoem: d A A pojemność kondensatoa: pojemność kondensatoa p!askego z póżną (ew. powetzem) mędzy ok!adkam: ε A d

2 Fakt dośwadczalny: jeżel mędzy ok!adkam znajduje sę delektyk (zolato), to pojemność ulega zwększenu > stosunek nazywamy sta!ą delektyczną. Inne oznaczene: κ ε nazwa: pzenkalność elektyczna względna. Dwa odzaje delektyków: polane nepolane E E

3 Wyjaśnene wzostu pojemnośc kondensato póżnowy kondensato z delektykem E E E E 443 Pawo Gaussa dla delektyków albo ównoważne κ d d E > E κ > ε S ε E d S S κ E d S 443 E E E E E E E E

4 Enega pola elektycznego Oblczmy pacę!adowana kondensatoa d E 443 pzenosmy!adunek d z ujemnej ok!adk na dodatną, pokonując óżncę potencja!ów dw d gęstość eneg dw d W u dw d ( ) Ad κε A d Ad κε d κε E U

5 Pzypomnene:!ączene kondensatoów po!ączene szeegowe po!ączene ównoleg!e

6 Elektodynamka Pąd elektyczny - jest to stumeń!adunków p!ynących pzez pzewodnk. umowa: pąd p!yne od do (tzn. p!yną!adunk dodatne) fakt pzyodnczy: w metalach p!yną!adunk ujemne (czyl od do ) Natężene pądu stosunek!adunku pzep!ywającego pzez pzekój popzeczny pzewodnka do czasu, w któym ten!adunek pzep!yną! Jeżel const. t, tzn. ne zależy od wybou t, to mówmy, że jest to pąd sta!y. W pzecwnym pzypadku jest to pąd zmenny. Natężene chwlowe Jednostka natężena: ampe d. dt A to jest defncja kulomba, ne ampea" s

7 Gęstość pądu natężene pzep!ywające pzez jednostkę powezchn do keunku pzep!ywu A Jednostka gęstośc pądu: m j gęstość śedna S Defnujemy j jako wekto, o keunku zgodnym z keunkem pzep!ywu (od do ), wtedy j S Natężene pądu p!ynącego pzez ca!y pzekój popzeczny pzewodnka j d S Każdy!adunek jest pzyspeszany polem E. Pędkość pownna osnąć do dużych watośc. W sta!ym polu E natężene oaz gęstość j badzo szybko stablzują sę. Wnosk: zbó!adunków pzesuwa sę ze sta!ą pędkoścą (pędkość unoszena v u) S coś pzeszkadza temu uchow (opó elektyczny R)

8 Pędkość unoszena v u v u n S l!adunek zawaty w tym fagmence pzewodu gdze n - lczba!adunków na jednostkę objętośc; nl S e czas pzep!ywu tego!adunku pzez S natężene stąd typowe watośc v u albo ne S t t l v u n Se v u j v u (poneważ tutaj ) ne v u,, cm s

9 Opó elektyczny Defncja: opoem danego pzewodnka nazywamy stosunek napęca na końcach tego pzewodnka do wytwozonego pzez to napęce natężena pądu Napęce U to óżnca potencja!ów U B. A U R B j E S A l Jednostka opou: om, Ω A Defncja: opó w!aścwy jest to sta!a matea!owa, chaakteystyczna dla danej substancj: zwązek mędzy tym welkoścam: U S U S S B A ρ R l S l l l stąd jednostka opou w!aścwego: Ω m typowe watośc dla metal: -8-6 Ω m dla zolatoów: woda Ω m, szk!o 3 Ω m, teta Ω m ρ E j

10 często stosowana zależność: l R ρ S Pawo Ohma: opó danego pzewodnka, zdefnowany ównanem w ustalonej tempeatuze jest welkoścą sta!ą. U R Inne sfomu!owane: natężene pądu p!ynącego w pzewodnku jest wpost popocjonalne do napęca mędzy jego końcam, a odwotne popocjonalne do jego opou U R pzy czym opó dany jest wzoem l R ρ. S Ops mako U R Mkoskopowa postać pawa Ohma: zwązek mędzy E j jest lnowy E ρj Ops mko E j ρ

11 Mkoskopowa teoa opou w!aścwego W metalach nośnkam pądu są elektony (na ogó! walencyjne). Gaz elektonowy pzemeszcza sę pzez dealny kyszta! bez zak!óceń. Odchylena od dealnej stuktuy kystalcznej zabuzają uch elektonów są powodem powstana opou elektycznego: a) defekty sta!e, np. domeszk obcych atomów, wakanse, dyslokacje; b) dgana temczne. Regu!a Matthessena: ( T ) ρ ρ ( T ) ρ gdze ρ - opó esztkowy (wynka z punktu a) ( T ) ρ - opó dealny (wynka z punktu b) Funkcja ( T ) ρ jest znana, stotne jest to, że 5 ( T ) T ρ dla nskch tempeatu ( T ) T ρ dla wysokch tempeatu

12 dla metal nomalnych Zależność opou w!aścwego od tempeatuy dla metal nadpzewodzących T c ρ opó esztkowy T c tempeatua kytyczna (tempeatua pzejśca w stan nadpzewodzący)

13 Rola zdezeń Elektony zdezają sę z defektam sta!ym z dganam sec kystalcznej. Dla każdego odzaju zdezeń można zdefnować śedn czas mędzy zdezenam τ. W cągu tego czasu elekton doznaje pzyspeszena Śedn pzyost pędkośc jest pędkoścą unoszena: ee a. m ee v u τ m j nev u ne τ E m j σ E opó w!aścwy: ne τ σ pzewodność elektyczna w!aścwa m ρ σ m ne τ ρ

14 ep!o Joule a-lenza Oblczmy enegę oddaną pzez!adunek po pzebycu óżncy potencja!ów Moc oddawana do sec kystalcznej wydzela sę w postac cep!a Joule a-lenza dw d dt dw d dt dw P U dt U R P R Q Rt gdze t oznacza czas pzep!ywu pądu sta!ego pzez opó R. Dla pądu zmennego B A Q t k Rdt.