POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA

Podobne dokumenty
Podstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni

Lekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego.

Podstawy fizyki wykład 8

Kondensator. Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych

UKŁADY KONDENSATOROWE

Elektrostatyka. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski. 20 kwietnia 2013 r. ZespółSzkółnr2wWyszkowie. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski Elektrostatyka

21 ELEKTROSTATYKA. KONDENSATORY

Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl

ELEKTROSTATYKA. cos tg60 3

Lekcja 43. Pojemność elektryczna

Wykład 8 ELEKTROMAGNETYZM

Dielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Ładunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 22 ELEKTROSTATYKA CZĘŚĆ 2. KONDENSATORY

Ładunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych

Pojemność elektryczna. Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych

Prąd elektryczny 1/37

Elektrostatyka ŁADUNEK. Ładunek elektryczny. Dr PPotera wyklady fizyka dosw st podypl. n p. Cząstka α

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Elektryczne właściwości materii. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Kondensatory. Konstrukcja i właściwości

cz.3 dr inż. Zbigniew Szklarski

Badanie rozkładu pola elektrycznego

Wykład 2. POLE ELEKTROMEGNETYCZNE:

2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

ŁADUNEK I MATERIA Ładunki elektryczne są ściśle związane z atomową budową materii. Materia składa się z trzech rodzajów cząstek elementarnych:

Fizyka 2 Podstawy fizyki

Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

BADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I JEGO ZASTOSOWANIA

Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2

Strumień Prawo Gaussa Rozkład ładunku Płaszczyzna Płaszczyzny Prawo Gaussa i jego zastosowanie

Elektryczne właściwości materiałów. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Wykład 2. POLE ELEKTROMEGNETYCZNE:

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Badanie rozkładu pola elektrycznego

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Przykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI.

Elektrostatyka. A. tyle samo B. będzie 2 razy mniejsza C. będzie 4 razy większa D. nie da się obliczyć bez znajomości odległości miedzy ładunkami

Zespół Szkół Mechanicznych Elektrycznych i Elektronicznych. w Toruniu. Kondensatory

kondensatory Jednostkę pojemności [Q/V] przyjęto nazywać faradem i oznaczać literą F.

Elektrostatyka, część pierwsza

Wymagania edukacyjne: Elektrotechnika i elektronika. Klasa: 1Tc TECHNIK MECHATRONIK. Ilość godzin: 4. Wykonała: Beata Sedivy

KONKURS FIZYCZNY CZĘŚĆ 3. Opracowanie Agnieszka Janusz-Szczytyńska

ELEKTROSTATYKA. Ze względu na właściwości elektryczne ciała dzielimy na przewodniki, izolatory i półprzewodniki.

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ

WŁAŚCIWOŚCI IDEALNEGO PRZEWODNIKA

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

ZSME E. Karol Kalinowski kl. 1e 2010 / 2011

Pojemność elektryczna

Elektrostatyczna energia potencjalna. Potencjał elektryczny

znak minus wynika z faktu, że wektor F jest zwrócony

Ćwiczenie nr 31: Modelowanie pola elektrycznego

Obwodem elektrycznym nazywamy zespół połączonych ze sobą elementów, umożliwiający zamknięty obieg prądu.

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II

25P3 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - III POZIOM PODSTAWOWY

ELEKTRONIKA ELM001551W

4.1.1 Elektryzowanie ciał. Zasada zachowania ładunku

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

ZJAWISKO PIEZOELEKTRYCZNE.

Elektrostatyka. Potencjał pola elektrycznego Prawo Gaussa

Ćwiczenie nr 254. Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora. Ustawiony prąd ładowania I [ ma ]: t ł [ s ] U ł [ V ] t r [ s ] U r [ V ] ln(u r )

Równania Maxwella redukują się w przypadku statycznego pola elektrycznego do postaci: D= E

Pole elektromagnetyczne

Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.

Indukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem. dr inż. Romuald Kędzierski

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 33: Kondensatory

Wykład 17 Izolatory i przewodniki

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

ELEKTROSTATYKA. Zakład Elektrotechniki Teoretycznej Politechniki Wrocławskiej, I-7, W-5

Elektrostatyka. Prawo Coulomba Natężenie pola elektrycznego Energia potencjalna pola elektrycznego

cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

Magnetyzm. Magnetyzm zdolność do przyciągania małych kawałków metalu. Bar Magnet. Magnes. Kompas N N. Iron filings. Biegun południowy.

Pojęcie ładunku elektrycznego

Przedmowa do wydania drugiego Konwencje i ważniejsze oznaczenia... 13

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Wykład 4 i 5 Prawo Gaussa i pole elektryczne w materii. Pojemność.

Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2

Zwój nad przewodzącą płytą METODA ROZDZIELENIA ZMIENNYCH

Elektrostatyka, cz. 2

1. Dwa ładunki punktowe q znajdujące się w odległości 1 m od siebie odpychają się siłą o wartości F r

Dielektryki i Magnetyki

DYNAMIKA ŁUKU ZWARCIOWEGO PRZEMIESZCZAJĄCEGO SIĘ WZDŁUŻ SZYN ROZDZIELNIC WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Rozkład materiału i wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z fizyki i astronomii dla klasy II TE, IITI, II TM w roku szkolnym 2012/2013

Wytrzymałość układów uwarstwionych powietrze - dielektryk stały

Wykład 18 Dielektryk w polu elektrycznym

XLVI OLIMPIADA FIZYCZNA (1996/1997). Stopień III, zadanie doświadczalne D

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

POLE MAGNETYCZNE Magnetyzm. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. Prawo Ampère a. Prawo Gaussa dla pola

F = e(v B) (2) F = evb (3)

Młody Super Elektryk Przykładowe pytania da gimnazjalistów na konkurs

Badanie krzywej rozładowania kondensatora. Pojemność zastępcza układu kondensatorów.

SPRAWDZIAN NR 1. Oceń prawdziwość każdego zdania. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe.

Transkrypt:

POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA gdzie: Q, q ładunki elektryczne wyrażone w kulombach [C] r - odległość między ładunkami Q i q wyrażona w [m] ε - przenikalność elektryczna bezwzględna środowiska, w jakim znajdują się ładunki wyrażona w faradach na metr [F/m] F siła wyrażona w niutonach [N]. Prawo Coulomba Wartość siły F, z jaką na każdy z dwóch ładunków Q i q działa ich wspólne pole elektryczne jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między tymi ładunkami Przykładowe wartości przenikalności bezwzględnej środowiska: Próżnia: ε=8,85*10-12 F/m Szkło: ε=88,5*10-12 F/m Strona 1

Wielkością charakteryzującą pole elektryczne jest natężenie pola elektrycznego. Jest ono wyrażone wzorem: Natężenie pola elektrycznego jest wielkością wektorową i ma zwrot zgodny z siłą F działającą na ładunek jednostkowy próbny. Ładunek próbny jest to elementarny ładunek dodatni o wartości 1,6 *10-19 C. Wartość bezwzględna tego ładunku jest taka sama jak wartość bezwzględna ładunku elektronu. Ładunek elektronu wynosi e = - 1,6 *10-19 C. Pole wytworzone przez kilka ładunków Q 1, Q 2, Q n sumuje się wektorowo: Zadanie Dwa ładunki Q 1 =10-7 C i Q 2 =-0,5*10-7 C znajdują się w próżni w punktach oddalonych od siebie o 10 cm. Oblicz z jaką siłą ładunki działają na siebie. Oblicz natężenie pola elektrycznego w punkcie leżącym w środku odcinka pomiędzy tymi ładunkami. Strona 2

INDUKCJA ELEKTROSTATYCZNA. EKRANOWANIE PÓL Na czym polega zjawisko indukcji elektrostatycznej? Zjawisko indukcji elektrostatycznej polega na przemieszczaniu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego wolnych elektronów znajdujących się w przewodniku w kierunku przeciwnym do kierunku tego pola. Na czym polega ekranowanie? Na przeciwległych brzegach przewodnika powstają ładunki dodatnie i ujemne, które wewnątrz przewodnika wytwarzają pole. Pole zewnętrzne i wewnętrzne mają taka samą intensywność, lecz są przeciwnie skierowane i wewnątrz przewodnika znoszą się. W efekcie wewnątrz przewodnika natężenie pola elektrycznego wynosi zero. Przykłady oddziaływania pola elektrycznego i magnetycznego na karoserię samochodu: linie wysokiego napięcia antena CB zamontowana na izolowanej podstawce wyładowania atmosferyczne Zjawisko indukcji elektrostatycznej (ekranowania) wykorzystywane jest również do ochrony urządzeń elektronicznych przed wpływem silnych zewnętrznych pól elektrycznych i elektromagnetycznych z pomocą uziemionych obudów metalowych zwanych ekranami. W ten sam sposób separowane są generujące silne pola elektrostatyczne podzespoły i układy elektroniczne. Dzięki temu można je montować blisko siebie, ponieważ dzięki ekranowaniu nie oddziaływają one na siebie. Strona 3

KONDENSATOR Przekrój poprzeczny kondensatora płaskiego Pojemność kondensatora wyrażona jest wzorem: gdzie: C pojemność kondensatora wyrażona w faradach [F] Q ładunek zgromadzony na okładzinach wyrażony w kulombach [C]; U napięcie elektryczne przyłożone do kondensatora w voltach [V]; S powierzchnia okładek [m 2 ]; d odległość między okładkami [m]; ε - przenikalność elektryczna bezwzględna dielektryka (izolatora) wyrażona w faradach na metr [F/m]; ε=ε 0 ε r gdzie: ε 0 przenikalność elektryczna próżni (ε 0 =8,85 10-12 F/m) ε r przenikalność elektryczna względna dielektryka (np. dla miki ε r= 7) Parametry kondensatorów: pojemność znamionowa napięcie znamionowe U n (jest to taka wartość napięcia stałego lub napięcia zmiennego częstotliwości 50 Hz, która nie powoduje uszkodzenia dielektryka i może być trwale doprowadzona do kondensatora) tolerancja wykonania (dokładność wykonania) stratność dielektryczna (określa zdolność kondensatora do utraty ładunku i jakość dielektryka) Rodzaje kondensatorów: powietrzne ceramiczne elektrolityczne aluminiowe tantalowe papierowe Strona 4

Zadanie 1 Kondensator o pojemności C=10µF naładowano do napięcia U=300 V. Obliczyć ładunek kondensatora. Zadanie 2 Obliczyć pojemność kondensatora płaskiego mikowego o wymiarach S=1 cm x 1,5 cm i d=0,05 mm. Przenikalność elektryczna względna miki ε r= 7. Uwaga! Przenikalność elektryczna próżni ε 0 =8,85 10-12 F/m Zadanie 3 Kondensator składa się z dwóch taśm z folii aluminiowej o długości każdej taśmy 125 cm i szerokości 2 cm. Izolacją jest papier kondensatorowy o grubości d=0,11 mm i ε r= 2,2. Obliczyć pojemność kondensatora. Ważne informacje o kondensatorze Strona 5

Kondensatory połączone szeregowo POJEMNOŚĆ ZASTĘPCZA UKŁADU KONDENSATORÓW. Pojemność zastępczą kondensatorów połączonych szeregowo obliczamy ze wzoru: Odwrotność pojemności zastępczej kondensatorów połączonych szeregowo równa się sumie odwrotności pojemności poszczególnych kondensatorów. Pojemność zastępczą dwóch kondensatorów połączonych szeregowo można obliczyć ze wzoru: Odwrotność pojemności zastępczej tego układu jest równa sumie odwrotności pojemności kondensatorów: Po odwróceniu obu stron równania otrzymujemy ostateczny wzór: Strona 6

Strona 7

Kondensatory połączone równolegle Pojemność zastępczą kondensatorów połączonych równolegle obliczamy ze wzoru: Pojemność zastępcza układu kondensatorów jest równa sumie pojemności wszystkich kondensatorów układu. Dla równoległego połączenia n kondensatorów o jednakowej pojemności C pojemność zastępczą obliczamy ze wzoru: Strona 8