Работа электрического поля по перемещению заряда

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 14Следующая ⇒

(4.22)

Работа может быть представлена как разность значений потенциальных энергий заряда q в точках 1, 2

.

(4.23)

Потенциальная энергия заряда q в поле заряда Q определяется по следующей формуле

.

(4.24)

Потенциал численно равен потенциальной энергии, которой обладает в данной точке единичный заряд.

.

(4.25)

Потенциал поля точечного заряда Q, находящегося в точке на расстоянии r от него, равен

.

(4.26)

Если поле образовано несколькими точечными зарядами, то потенциал результирующего поля

,

(4.27)

где - потенциал поля, создаваемого отдельным зарядом.

Связь потенциала φ с напряженностью электрического поля:

(4.28)

Работа сил поля над зарядом может быть представлена через разность потенциалов

,

(4.29)

где U – разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Между зарядом и потенциалом проводника существует определенная взаимосвязь. Коэффициент пропорциональности между ними носит название электроемкости. Электроемкость проводника численно равна величине заряда, который нужно сообщить данному проводнику для увеличения его потенциала на единицу:

.

(4.30)

Емкость С шара радиусом R

Емкость плоского конденсатора С равна

С = ,

(4.32)

где d – расстояние между обкладками конденсатора, S – площадь обкладок конденсатора.

Если диэлектриком является не вакуум, а вещество с диэлектрической проницаемостью , заполняющее все пространство, где имеется электрическое поле (пространство между обкладками), то емкость конденсатора

.

(4.33)

С целью увеличения ёмкости или рабочего напряжения очень часто конденсаторы собирают в батареи по несколько штук. Различают два простейших способов соединения: параллельное, когда все обкладки одной полярности соединяют вместе, и последовательное, когда вместе соединяют обкладки разных полярностей соседних конденсаторов (рис.4.4.).

При параллельном соединении каждый из конденсаторов независимо подключен к клеммам, поэтому напряжение на батарее равно напряжению на каждом (рис.4.4., а). Заряд батареи складывается из зарядов вместе соединенных пластин . Следовательно, общая емкость параллельно соединенных конденсаторов:

. (4.34)

В частном случае, когда емкости всех параллельно соединенных конденсаторов равны, общая емкость .

для последовательного соединения (рис.4.4., б) заряды на всех конденсаторах одинаковы, а напряжения складываются:

, ,

. (4.35)

В частности, для двух последовательно соединенных конденсаторов общая электроемкость , а для одинаковых конденсаторов .

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология