Электрическая емкость уединенного проводника, по определению,
, (21)
где – заряд проводника;
– его потенциал.
Емкость шара
, (22)
где – диэлектрическая проницаемость среды;
– радиус шара.
Электроемкость конденсатора, по определению,
. (23)
Здесь – заряд обкладки конденсатора;
– разность потенциалов, или напряжение на конденсаторе.
Рассчитывая , по формуле (23) получают следующие выражения для электроемкости.
Плоский конденсатор: . (24) Здесь
– диэлектрическая проницаемость диэлектрика, находящегося между пластинами;
– площадь обкладок (одной обкладки);
– расстояние между ними.
Сферический конденсатор: , (25)
где – радиусы концентрических сфер.
Параллельное соединение конденсаторов (рис. 6):
![]() Рис. 6 |
;
(26)
Последовательное соединение конденсаторов (рис. 7):
![]() Рис. 7 |
;
. (27)
Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия ЭП
Энергия заряженного проводника емкостью
, несущего заряд
и имеющего потенциал
:
так как
то
(28)
Энергия заряженного конденсатора
, (29)
где – емкость конденсатора;
– заряд и напряжение на обкладках конденсатора.
Объемная плотность энергии электрического поля напряженностью
определяется следующей формулой:
, (30)
где – диэлектрическая проницаемость среды, в которой существует электрическое поле.
РЕКОМЕНДАЦИИ К РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
1. Текст задачи следует внимательно прочитать, чтобы выяснить, какое поле (электростатическое, магнитное, постоянное или переменное) и какое физическое явление рассматривается в задаче. Полезно изобразить схему электрической цепи, схематический чертеж или рисунок.
2. Ознакомьтесь с основными формулами для данного явления. Выясните, можно ли применить законы сохранения (ЗСЗ, ЗСЭ) – для этого проверьте, выполняются ли в задаче условия применения закона. Выпишите законы и формулы, пригодные для решения данной задачи.
3. Запишите краткое условие задачи, выбирая для обозначения данных и искомых величин символы, которые будут использованы в формулах.
4. Задачу следует решать, как правило, в общем виде, чтобы получить расчетную формулу определяемой величины, содержащую символы заданных величин и физических постоянных.
5. Вычисление определяемой величины начинайте с подстановки в расчетную формулу значений величин. При этом следует помнить, что большинство физических величин имеют свои единицы измерения. Полезно записывать их при подстановке в формулу, чтобы убедиться, что все величины взяты в единицах СИ. Только при вычислении отношений, например, и т. п. можно подставлять значения величин в любых, но одинаковых единицах, т. е. не обязательно в СИ. Если определяемых величин несколько, то вывод расчетной формулы для следующей величины начинайте, закончив вычисление предыдущей.
6. Полезно выполнять проверку расчетной формулы на совпадение единиц измерения левой и правой части равенства. Несовпадение единиц указывает на ошибку в расчетной формуле.
7. Вычисление и запись результата делайте с точностью до двух или трех (не более) значащих цифр. Незначащие нули записывайте в виде сомножителя . При этом, если показатель степени n соответствует приставке, то используйте её: например,
0,42
;
3,75
37,5
. Помните, что точность результата вычислений не может быть выше, чем точность исходных данных.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Дата: 2018-11-18, просмотров: 483.