Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Проводниками называются тела, по которым электрические заряды перемещаются свободно. К ним в первую очередь относятся металлы.

В металлах носителями зарядов являются свободные электроны,

в электролитах — положительные и отрицательные ионы,

в полупроводниках — электроны и дырки,

в газах — положительные ионы и электроны,

в вакууме – электроны.

Внутри проводника, помещенного во внешнее электрическое поле, электростатическое поле отсутствует

Диэлектрики – вещества. Относительно плохо проводящие ток (по сравнению с проводниками)

В диэлектриках все электроны связаны, т.е. принадлежат отдельным атомам, и электрическое поле не отрывает их, а лишь слегка смещает, т.е. поляризует. Поэтому внутри диэлектрика может существовать электрическое поле; диэлектрик оказывает на электрическое поле определенное влияние.

Диэлектрики делятся на полярные (центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают) и неполярные (центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают).

Электрическая емкость конденсатора С (Ф, Фарад) – называют численную величину заряда, которую нужно сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу.

Электроемкость

Конденсатор – это два проводника, разделенных слоем диэлектрика, который служит для накопления заряда.

Рис. 8 Конденсатор

Плоский конденсатор -  система двух разноименно заряженных пластин.

Электроемкость плоского конденсатора

С – Электроемкость (Ф, Фарад)

d – расстояние (м, метр)

S – площадь обкладок конденсатора (м²)

r – расстояние между электрическими зарядами, (м)

 -электрическая постоянная

 – диэлектрическая проницаемость среды

Потенциальная энергия плоского конденсатора

Соединение конденсаторов

	Последовательное соединение	Параллельное соединение
Схема
Напряжение
Заряд
Электроемкость

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одних областей пространства в другие.

· Электрический ток может возникать в самых различных средах: твёрдых телах, жидкостях, газах. Порой и среды никакой не нужно — ток может существовать даже в вакууме!

· Направлением тока принято считать направление движения положительных зарядов. Попросту говоря, по соглашению ток течёт от «плюса» к «минусу»

Рис. 9 Направление тока в цепи.

· По графику зависимости I (t) можно вычислить заряд, прошедший по цепи за интервал времени от t = t ₁ до t = t _2. Он численно равен площади фигуры, ограниченной графиком функции I (t), осью t и вертикальными прямыми t = t ₁ и t = t _2.

Рис. 10 График зависимости I (t)

· Если сила тока и его направленность не меняются со временем, то он называется постоянным током. Для постоянного тока:

АМПЕРМЕТР – прибор для измерения силы электрического тока.

Рис. 11 Амперметры

Рис. 12 Схематическое изображение амперметра

Напряжение – (U) равно отношению работы электрического поля по перемещению заряда к величине перемещаемого заряда на участке цепи.

Рис. 13 Напряжение

Напряжение

· 1 Вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда,
равного 1 Кл, совершается работа, равная 1 Дж:

1 В = 1 Дж/1 Кл.

· ВОЛЬТМЕТР - прибор для измерения электродвижущей силы и напряжения в электрической цепи.

Рис. 14 Вольтметры

Рис. 15 Схематическое изображение вольтметра

Закон Ома для участка цепи - сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению участка.

Закон Ома оказался справедливым не только для металлов, но и для растворов электролитов.

Рис. 16 Вольт-амперная характеристика металлического проводника

Закон Ома

I – сила тока (А, Ампер)

U – напряжение (В, Вольт)

R – сопротивление (Ом)