Iii vad t ji r j elektrisk lauk
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

III Vadītāji ārējā elektriskā laukā PowerPoint PPT Presentation


  • 161 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

III Vadītāji ārējā elektriskā laukā. 3.1. Vadītāji un izolatori. Visas vielas dalās divās lielās grupās: vielās, kuras vada elektrisko strāvu un vielās, kuras strāvu nevada. Pirmās grupas vielas ir elektriskās strāvas vadītāji, otras – izolatori. Vadītāju

Download Presentation

III Vadītāji ārējā elektriskā laukā

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

IIIVadītāji ārējā elektriskā laukā


3 1 vad t ji un izolatori

3.1. Vadītāji un izolatori

Visas vielas dalās divās lielās grupās:

vielās, kuras vada elektrisko strāvu un

vielās, kuras strāvu nevada. Pirmās

grupas vielas ir elektriskās strāvas

vadītāji, otras – izolatori. Vadītāju

elektrovadītspēja no izolatoru vadīt-

spējas atšķiras līdz pat 1020 reizēm.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


3 2 vad t ji elektrisk lauk

3.2. Vadītāji elektriskā laukā

Stacionārā stāvoklī visi lādiņi atrodas

miera stāvoklī un tas nozīmē, ka

vadītājā elektriskā lauka intensitāte ir

nulle. Visos vadītāja punktos elektriskā

lauka potenciāls ir vienāds, vadītāja

virsma ir ekvipotenciāla virsma. Spēka

līnijas ir vērstas perpendikulāri pret

vadītāja virsmu.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Uz vadītāja virsmas

E = σ/ε0.

E ir summārā ārējā lauka intensitāte,

kurš veidojas superpozicijas rezultātā

ārējo lādiņu laukam summējoties ar

virsmas lādiņu lauku.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


3 3 elektrostatikas pamatuzdevums unit tes teor ma

3.3. Elektrostatikas pamatuzdevums, unitātes teorēma

Elektrostatiskā lauka sadalījumu telpā

var noteikt pēc zināmā potenciālu

sadalījuma. Potenciālu sadalījumu

vadītāju ārpusē apraksta Laplasa

vienādojums, kas ir parciālais diferen-

ciālvienādojums. Šiem vienādojumiem

ir bezgalīgi daudz lineāri neatkarīgu

atrisinājumu.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Izvēlas to atrisinājumu, kurš apmierina

kā Laplasa vienādojumu, tā arī uzde-

vuma robežnosacījumus. Šajā gadīju –

mā par robežnosacījumiem var kalpot

uzdotās potenciālu vērtības uz lauku

ierobežojošām virsmām. Matemātika

pierāda, ka katrā gadījumā eksistē tikai

viens atrisinājums, kas apmierina Lap-

lasa vienādojumu un

robežnosacījumus.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Telpā, kurā nav brīvu lādiņu un kuru

aptver brīvas formas vadītājs,

elektriskā lauka intensitāte līdzinās

nullei.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Metāliskas kastes ārpusē eksistē

elektriskais lauks. Tas inducē virsmas

lādiņus, kuru sadalījums ir krasi

neviendabīgs. Elektriskais lauks kā

kastes ārpusē, tā iekšpusē veidojas kā

visu lādiņu veidoto lauku summa.

Inducētais lādiņš ir izvietojies tā, ka

viņu radītais lauks pilnīgi kompensē

ārējo lādiņu radīto lauku kastē.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Visā iekšējā telpā potenciāls φ=const

un līdzinās kastes virsmas

potenciālam.Kastes virsma ir

ekvipotenciāla. Tā kā

E = -gradφ,

tad

E = 0.

Šo parādību izmanto aizsardzībai no

elektriskā lauka – ekranēšanai.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


3 4 da u vienk r u vad t ju sist mas

3.4. Dažu vienkāršu vadītāju sistēmas

Divas koncentriskas metāliskas sfēras,

attiecīgi ar rādiusiem R1 un R2 un

lādiņiem Q1 un Q2.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Pateicoties sistēmas simetrijai, lādiņi

izkliedējušies viendabīgi. Lielās sfēras

ārpusē lauka potenciāls būs līdzīgs

laukam punktveida lādiņa (Q1+Q2)

gadījumā

Pēc superpozicijas principa, lauka

potenciāls uz iekšējās sfēras virsmas

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

veidojas no lādiņa Q1 radītā potenciāla

Q1/4πε0R1 un lādiņa Q2 potenciāla

Q2/4πε0R2, t.i.,

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Attālumā h no bezgalīgu izmēru xy

vadošas plaknes atrodas lādiņš Q.

Plaknes potenciāls ir vienāds ar nulli.

Jānosaka elektriskā lauka un inducētā

lādiņa sadalījumu.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Paredzam: pozitīvais lādiņš Q plaknē

inducēs negatīvu lādiņu, lauka spēka

līnijas būs vērstas perpendikulāri pret

plakni,tiešā lādiņa Q tuvumā spēka

līnijas izvietosies vienmērīgi blīvi visos

virzienos,lauka ainai jābūt simetriskai

attiecībā pret z asi. Paredzamo lauka

ainu attēlo zīmējums b.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Šo uzdevumu viegli atrisināt,

izmantojot spoguļattēlu metodi.

Būtība ir sekojošajā.Uz z ass simetriski

attiecībā pret AA līniju (robežvirsmu)

novietojam fiktīvu lādiņu (Q1). Šī lādiņa

lielumu nosaka no robežnosacījumiem.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Tas nedrīkst izmainīt sākotnējā

uzdevuma nosacījumus. Par cik

vektors E pret robežu vērsts

perpendikulāri, t.i., tā tangensiālā

komponente ir nulle, tad no tā seko, ka

Q1 = -Q.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Izmantojot Kulona likumu, atrod lauka

intensitātes vektora E z-komponenti uz

laknes attālumā r no z ass. No lādiņa Q

izvēlētā punkta attāluma kvadrāts ir

(r2+h2). Meklējamā z-komponente -

QcosΘ/4πε0(r2+h2).

Fiktīvais lādiņš (-Q), rada tikpat

lielu z-komponenti.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Tātad, kopā ņemot, elektriskā lauka

intensitāte šajā punktā

Virsmas lādiņa blīvums

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Pilns virsmas lādiņš

Elektriskā lauka aina attēlota nākošajā

zīmējumā.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


3 5 kondensatori

3.5. Kondensatori

Divas vienāda lieluma vadošas plaknes

novietotas attālumā h viena no otras.

Plakņu laukums S, tās uzlādētas viena

ar Q, otra ar – Q. Augšējās plaknes

potenciāls φ1, apakšējās φ2. Lauka

intensitāte (φ1- φ2)/h. Virsmas lādiņa

blīvums  = 0E = 0(1 -2)/h.

Plates pilnais lādiņš

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Q = S = 0S(1 -2)/h.

Kondensatora kapacitāte

C = 0S/h.

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


3 6 kondensator uzkr t ener ija

3.6. Kondensatorā uzkrātā enerģija

Kondensators ar kapacitāti C pieslēgts

spriegumam U = (1 -2). Pārvietojot

lādiņu dQ no negatīvi uzlādētas plates

uz pozitīvi uzlādētu plati, pārvarot

elektriskā lauka spēku, tiek padarīts

darbs dA = (1 -2)dQ= =UdQ= QdQ/C.

Tātad, lai uzlādētu tukšu kondensatoru,

jāpadara darbs

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


Iii vad t ji r j elektrisk lauk

Tā ir kondensatorā uzkrātā enerģija. To

var izteikt

Ņ.Nadežņikova Vadītāji ārējā elektriskā laukā


  • Login