Na skutek takiego przemieszcznia ładunku, energia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o:

Transkrypt

1

2 E 0 Na ładunek 0 znajdujący się w polu elektycznym o natężeniu E działa siła elektostatyczna: F E 0 Paca na pzemieszczenie ładunku 0 o ds wykonana pzez pole elektyczne: dw Fds 0E ds Na skutek takiego pzemieszcznia ładunku, enegia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o: du 0E ds

3 Pzesunięcie ładunku 0 z punktu do powoduje zmianę enegii potencjalnej układu pole-ładunek o: U 0 E ds Siła elektostatyczna jest siłą zachowawczą, tak więc powyższa całka nie zależy od kształtu tou po jakim pouszał się ładunek 0 3

4 Enegia potencjalna U układu pole-ładunek póbny podzielona pzez watość tego ładunku nazywana jest potencjałem elektycznym. Potencjał jest wielkością skalaną. U 0 Różnica potencjałów pomiędzy punktami i jest ówna zmianie enegii potencjalnej U podzielonej pzez watość ładunku póbnego 0. U 0 E ds 4

5 Potencjał elektyczny (podobnie jak natężenie) chaakteyzuje pole elektyczne i nie zależy od ładunków umieszczonych w polu. Wybó zea potencjału (podobnie jak enegii potencjalnej) jest dowolny. Pzyjmujemy, że potencjał (tak jak enegia potencjalna) wynosi zeo w nieskończoności. Watość potencjału elektycznego w punkcie P: P P E ds Jednostką potencjału elektycznego jest J/ = wolt [] 5

6 Ładunek jest pzesuwany z punktu do Eds E cos 0ds Ponieważ E jest stałe pomiędzy punktami i możemy wyłączyć E pzed znak całki: E Znak minus oznacza że: ds Ed Pzesunięcie ładunku z punktu do spowoduje zmianę enegii potencjalnej o: U 0 0Ed Eds Ładunek taci enegię potencjalną gdy pzemieszcza się zgodnie ze zwotem E. Zwot E pokazuje kieunek malejącego potencjału 6

7 Iloczyn skalany Eds dla punków i Es E ds Es jest taki sam Punkty i chaakteyzuje ta sama watość potencjału. Powiezchnią ekwipotencjalną nazywamy ciągły zbió punktów posiadających taki sam potencjał 7

8 d s E s s E d d ˆ 4 0 d ds d cos ˆ s d d E gdy 4 0 8

9 9

10 Ponieważ Eds dwoma punktami odległymi o ds wynosi W pzypadku gdy pole E ma tylko składową E x : E x d dx więc óżnica potencjałów d pomiędzy d Eds W pzypadku gdy pole E ma symetię pomienistą: E d d Powiezchnia ekwipotencjalna jest zawsze postopadła do linii pola elektycznego 0

11 Ponieważ natężenie pola wewnątz pzewodnika wynosi zeo, wiec d/d=0, co oznacza, że potencjał wewnątz pzewodnika jest stały Powiezchnia pzewodnika jest powiezchnią ekwipotencjalną, tzn. punkty na powiezchni mają ten sam potencjał. Pzy powiezchni pzewodnika wektoy E są zawsze postopadłe do powiezchni.

12 Kondensatoem nazywamy układ dwóch pzewodników, na któych zgomadzone są ładunki o tej samej watości i pzeciwnych znakach Pojemnością elektyczną kondensatoa nazywamy watość stosunku ładunku zgomadzonego na każdym z pzewodników do óżnicy potencjałów między nimi Pzewodniki twozące kondensato nazywamy okładkami, a óżnicę potencjałów napięciem. Jednostką pojemności jest /= faad [F]

13 Pole= Natężenie pola E pomiędzy okładkami: Różnica potencjałów między okładkami: Pojemność kondensatoa płaskiego: E 0 0 d Ed 0 d d 0 0 3

14 POŁĄZENIE RÓWNOLEGŁE... 4 Taka sama óżnica potencjałów na obu kondensatoach

15 POŁĄZENIE SZEREGOWE Taki sam ładunek na obu kondensatoach... 5

16 ałkowita paca W potzebna do naładowania kondenstaoa (pzeniesienia ładunku) od =0 do = W U d d 0 0 Paca potzebna na pzeniesienie ładunku d z okładki o ładunku na okładkę o + jest ówna zmianie enegii potencjalnej układu U: dw U d d Paca W potzebna na naładowanie kondensatoa (enegia kondesatoa) jest ówna polu pod kzywą () 6

17 Pądem elektycznym nazywamy skieowany uch ładunków Natężeniem pądu elektycznego nazywamy szybkość z jaką ładunki pzepływają pzez pzekój pzewodnika (pochodną pzepływającego ładunku po czasie) I d dt Za kieunek pzepływu pądu uważamy kieunek pzepływu ładunku dodatniego (kieunek odwotny do pzepływu elektonów) Jednostką natężenia pądu jest /s= ampe [] 7

18 I nv nvd t t d t nv d Ilość ładunku na odcinku x: nx n ilość ładunków na jednostkę objętości x vdt v d pędkośc uchu ładunków (pędkość dyfu) Ruch ładunku w polu elektycznym wewnątz pzewodnika 8

19 Gęstość pądu definiujemy jako natężenie pądu I na jednostkowy pzekój : J I nv d Różnica potencjałów powoduje powstanie pola E i w efekcie pzepływ pądu o gęstości J: J E El J I J E l J l l I pzewodność elektyczna (stała mateiałowa) l opó elektyczny pzewodnika (zależy od kształu i odzaju mateiału) 9

20 l R lub I I R Natężenie pądu elektycznego płynącego w pzewodniku jest wpost popocjonalne do óżnicy potecjałów między jego końcami. Stałą popocjonalności jest /R gdzie R oznacza opó elektyczny pzewodnika. Jednostką opou elektycznego jest /= om [] 0