Работа перемещения заряда в электростатическом поле

Элементарная работа, совершаемая при перемещении заряда q на расстояние dr, равна:

где – сила, действующая на заряд, Н.

Работа по перемещению заряда на участке 1,2 равна:

где и – расстояние от заряда до начальной и конечной точек пути;

– электрическая постоянная;

– заряд, создающий поле, Кл;

– перемещаемый заряд, Кл;

– потенциалы зарядов, В.

Полная работа А, совершаемая при перемещении заряда по замкнутому пути, равна нулю.

 

Потенциал электростатического поля. Связь потенциала с напряженностью.

Энергетическая характеристика электрического поля – потенциал электрического поля – скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:

Потенциал точечного заряда:

Принцип суперпозиции: «Результирующий потенциал неподвижных точечных зарядов равен алгебраической сумме потенциалов: ».

Связь потенциала с напряженностью: если поле однородно, то напряжённость численно равна абсолютной величине разности потенциалов , приходящейся на единицу длины линии поля :

где – расстояние между эквипотенциальными поверхностями с потенциалами , отсчитанное вдоль линии поля, м;

– абсолютная величина разности потенциалов, В.

 

Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

Уединённый проводник – проводник, удаленный от других тел на бесконечно большое расстояние.

Электроемкость уединенного проводника – скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд и численно равная заряду, который необходимо сообщить не заряженному проводнику, чтобы потенциал его стал равен единице, при условии, что все другие тела бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удаленных точек принят равным нулю:

где – электрический заряд, Кл;

– потенциал электрического заряда, В.

Конденсатор – система проводников, которым придают форму двух близко расположенных параллельных пластин, либо двух коаксиальных цилиндров, либо двух концентрических сфер и сообщают им равные по абсолютной величине и противоположные по знаку заряды, чтобы взаимная электроемкость проводников не зависела от окружающих тел.

Емкость плоского конденсатора:

где – электрическая постоянная;

– диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

– площадь одной из обкладок, м²;

– расстояние между обкладками, м.

Емкость сферического конденсатора:

.

Соединения конденсаторов:

1) последовательное:

2) параллельное:

Энергия заряженного конденсатора:

где – емкость конденсатора, Ф;

– электрический заряд, Кл;

– разность потенциалов, В.