Magányos vezető elektromos teljesítménye 1
Vezetők a területen. A teret egy feltöltött karmester belsejében és felszínén. A töltések megoszlása a vezetőkben. Elektrosztatikus védelem.
A vezetékek olyan anyagokra utalnak, amelyeknek úgynevezett szabad töltéseik vannak, amelyek a karmester térfogatában egy önkényesen kis külső elektromos mező hatására mozoghatnak.
Az elektrosztatikus mezőben a vezetők első közös tulajdonsága, hogy a vezetéken belüli térerősség mindenhol zéró. Bizonyítsuk be az ellentmondással, mint a matematikában. Tegyük fel, hogy a karmesterek egy részében elektromos mező van. Ezután a mező működése alatt a karmester szabad díjai elindítják az irányított mozgást. Villamos áram lesz - és ez ellentmond annak a ténynek, hogy elektrosztatikus állapotban vagyunk.
Az elektromos mező E mi labda szabad elektronok felhalmozódnak a bal félteke, amely negatív töltésű. Jobbra van egy kompenzációmentes pozitív töltés. Előfordulása ezek a díjak, ahogy eszébe jut, az úgynevezett elektron-idézésben elektrosztatikus indukció: a díjak okozta a vezető felületén (azaz indukált ..) Egy külső elektrosztatikus mező. Hangsúlyozzuk ismét, hogy van egy igazi töltés szeparáció: ha most fűrészelt labda átmérője a függőleges síkban, az egyik szerez két ellentétes töltésű félgömbön. Az indukált díjak létrehozzák saját mezőjüket Ei. irányt belsejében egy golyó, ami kiderül, hogy szemben a külső terület újjáépítése szabad labda díjat addig folytatódik, amíg amíg Ei mező nem teljesen kompenzálja a külső mező E egész régióban belsejében a labdát. Bekövetkeztével ebben a pillanatban (mivel csaknem azonnal bekövetkezik) kapott területén belül a gömb nullává válik, további mozgása díjak leáll, és végül, hogy a fix statikus helyzetben a labda felületén.
A díjat a vezető következő általános tulajdonsága, hogy vezeték térfogati töltéssűrűségű belül vezető nulla máshol. Ezt részletesebben fogalmazzuk meg. Bármelyik régió a karmesteren belül, a teljes díj nulla lesz. A kompenzálatlan töltetek, ha vannak ilyenek, teljesen a vezető felületén helyezkednek el. A szigorú bizonyítás ezen állítás alapja fudamentalnuyu Gauss-tétel, hogy az iskola nem felelt meg. A hivatalos magyarázat nagyon egyszerű: ha benn a karmester kiegyenlítetlen díjat, akkor hozzon létre egy elektromos mező van. De nincs benne elektromos tér a karmesteren belül - ezért nincs díj. Ebből következik egy másik figyelemre méltó tény: ha belsejében egy vezetéknek van egy üreg, akkor a mező az üregben nulla. Valójában létrehozunk egy üreget a karmester belsejében, és visszavonjuk az anyag egy részét. A mező egyenlő nullával a lefoglalás előtt, így nulla marad - elvégre a visszavont anyag töltése nulla! A művelet nem módosítja a konfigurációt a statikus töltés felületén a karmester, amely megteremti zérustér minden ponton belül a karmester. Az úgynevezett elektrosztatikus védelem alapja a mező eltűnése a vezeték belsejében. Ha szükség van, hogy megvédjék a külső elektrosztatikus mezők vagy kakoe- eszköz kerül egy fémdobozban (térhatású vagy fémhálót), nullázás térerősség a tér körül ustroystva.Elektrostaticheskaya védelem - feltevést eszközök, amelyek érzékenyek az elektromos mező egy zárt vezető köpeny árnyékoló származó külső elektromos mező.
Ez a jelenség annak a ténynek köszönhető, hogy a felszínen a vezető (töltött vagy töltetlen), helyezzük egy külső elektromos mező, így a díjak, amit megkapnak (elektromos indukciós jelenség), amely létrehozta őket teljes mértékben ellensúlyozza a külső területen belül a karmester.
Magányos, nem magányos vezeték (villamos vezető) villamos kapacitása. Kondenzátorok. A töltött vezető, a kondenzátor és a feltöltött részecskék rendszerének energiája. Az elektrosztatikus mező energiája.
Magányos vezető elektromos teljesítménye.
Tekintsük félreeső karmester, amely kommunikál valamilyen elektromos töltés Q. Mint tudjuk, az elektromos töltés van elosztva a felszínen a vezető és az azt körülvevő tér egy elektromos erőteret. Az intenzitás a ezen a területen nem állandó, változik nagyságú és irányú (ábra. 355).
De a potenciális a vezető állandó értéken tartják. Nyilvánvaló, hogy ez a potenciál arányos a töltés karmester. Következésképpen a karmester a díj kapcsolódik a potenciális nem függ a nagysága az elektromos töltés, de ez az arány a „tiszta” jellemzői a vezető, hogy egy adott környezetben, amely az úgynevezett elektromos vezető képesség (elektromos kapacitás).
Így a vezető elektromos teljesítménye a vezető elektromos töltése és potenciálja közötti arány
Amint azt többször elmondták, az elektromos potenciál egy tetszőleges konstanson belül van meghatározva. A kétértelműség elkerülése érdekében a definícióban (1) feltételezzük, hogy a potenciál a vizsgált vezetékről végtelen távolságon nullázódik:
Lehetőség van egyenértékű definíció megadására: a vezető elektromos kapacitása megegyezik az elektromos töltéssel, amelyet fel kell tüntetni a vezetőnek annak érdekében, hogy növelje a potenciálját.
SI-ben az elektromos kapacitás a Farad (F).
1 F egy ilyen vezető elektromos teljesítménye, amelynek potenciálja 1 V-ra változik, amikor a töltést 1 Cl-ben adják. Mivel a nagyon nagy F 1 egység kapacitású kondenzátor osztóinak 1 pF (pF) 10 -12 F = 1 nF (nF) -9 F = 10, 1 uF (uF) = 10 -6 F, stb
Ezért, ha egy másik vezető és dielektrikum van bevezetve a töltőcsatornát körülvevő közegbe, a vizsgált vezeték mezője gyengül, és potenciálja csökken. A vezeték villamos kapacitásának megfelelően ez a kapacitás ugyanolyan vezető kapacitásához viszonyítva vákuumban, más vezetékek és dielektrikumok hiányában nő.
Az A és B fémlemezek elektromos teljesítménye függ a távolságtól és a dielektromos elválasztástól.
A fentiek szerint az elektromos kapacitás a vezeték alakjától és felületeitől függ. Mivel a karmantyú elektromosan befolyásolja a befolyást, a vezetõ elektromos kapacitása attól függ, hogy más vezetõk hol helyezkednek el és a környezõ környezetben.
A magányos vezető elektromos teljesítménye a környező közeg dielektromos tulajdonságaitól is függ. Ha a közeg furcsa és izotróp, akkor, mint látható. a vezető elektromos teljesítménye arányos a közeg relatív permittivitásával.
A kondenzátor olyan eszköz, amely felhalmozhatja az elektromos töltéseket. A legegyszerűbb kondenzátor két fémlemez (elektróda), amelyet valamilyen dielektrikum választ el. A 2 kondenzátort fel lehet tölteni, ha az elektródái egy egyenáramú villamos energia 1 forrásához kapcsolódnak (181, a ábra).
A töltés a kondenzátor szabad elektronok elérhető egyik elektróda a pozitív pólus nyájat forrás, ahol ez az elektróda válik pozitív töltésű. Az elektronok negatív forrás pólus állományban a második elektród és hozzon létre rajta felesleg elektronok, így válik negatív töltésű. Ennek eredményeként, a töltőáram i3 áramlik mindkét elektród a kondenzátor van kialakítva, de azzal ellentétes díjak és azok között egy elektromos mező, amely létrehoz egy bizonyos lehetséges az elektródák között a kondenzátor. Amikor a potenciális különbség egyenlővé válik a tápfeszültséget, a mozgás az elektronok a kondenzátor, azaz a. E. A áramátmenettel i3 megáll. Ez a pillanat a kondenzátor töltési folyamatának vége.
A forrásból való leválasztásnál (181, b ábra) a kondenzátor képes hosszú ideig tárolni a felhalmozott elektromos töltéseket. A töltött kondenzátor olyan energiaforrás, amelynek bizonyos e. stb. ec. Ha egy töltött kondenzátor elektródáit egyfajta vezetővel köti össze (181, c ábra), a kondenzátor elkezd leminnie. Ebben az esetben a kondenzátor kisülésének aktuális IP-je áramlik az áramkör mentén. Az elektródák közötti potenciálkülönbség szintén csökken, vagyis a kondenzátor a felhalmozott elektromos energiát adja a külső áramkörnek. Abban a pillanatban, amikor a kondenzátor minden elektródáján a szabad elektronok száma megegyezik, az elektródák közötti elektromos mező eltűnik és az áram nulla értékű. Ez azt jelenti, hogy a kondenzátor teljes kisülése megtörtént, vagyis felhagyott a tárolt elektromos energiával.
Kondenzátor kapacitás. Az elektromos töltések felhalmozódásának és megtartásának kondenzátor tulajdonságát a kapacitása jellemzi. Minél nagyobb a kondenzátor kapacitása, annál nagyobb a felhalmozódott töltés, valamint a benne lévő folyadék vagy gáz mennyisége növekszik a hajó vagy a gázhenger növekvő kapacitásával.
A kondenzátor C kapacitása a kondenzátorban felhalmozódott q töltés aránya, az U elektróda (alkalmazott feszültség) közötti potenciális különbséggel U:
A kondenzátor kapacitását Farad-ban (F) mérik.
1. A fixpontos díjak rendszerének energiája. Mint már tudjuk, az interakció elektrosztatikus erői konzervatívak; ezért a díjak rendszere potenciális energia. Keressük a Q1 és Q2 fixpontos díjak rendszerének potenciális energiáját. amelyek távoli távolságra vannak egymástól. Mindegyik díj a másik oldalon potenciális energiával bír (a képletet használjuk a magánydíj lehetőségére):
ahol # 966, 12 és - a Q2 töltés által létrehozott potenciálok a Q1 töltés helyén és a Q1 töltés helyén a Q2 töltés helyén. Szerint,
Hozzátéve, hogy a rendszer két díjat szekvenciális Q3 díjakat. Q4. tudjuk bizonyítani, hogy abban az esetben n rögzített díjak kölcsönhatás energiája pont díjakat a rendszer
ahol # 966; i - a lehetséges, hogy létrejön a ponton, ahol a töltés Qi. az összes díjat, kivéve az i-edik.
2. Az energia a töltött karmester félreeső. Tekintsük félreeső vezeték, a töltési kapacitás és a kapacitás, amelyek rendre egyenlő Q, # 966; C. és növeli a díjat a karmester dQ. Ehhez az szükséges, hogy át a díjat dQ elzártan a végtelenig a karmester, ahol az üzemeltetés költségét, amely egyenlő
„);?>” Alt = „elemi munka az elektromos mező kényszeríti a feltöltött karmester”>
Ahhoz, hogy töltse fel a testet a föld potenciál # 966;, meg kell csinálni a munkát
Az energia töltéssel vezető egyenlő a munka kell végezni annak érdekében, hogy töltse fel a vezetéket:
Formula (3) úgy is előállíthatjuk, és a feltétellel, hogy a lehetséges a vezeték minden ponton azonos, mivel a felület a vezeték egy ekvipotenciális. ha # 966; - lehetséges a karmester, honnan (1) találunk
ahol Q = ΣQi - töltés vezeték.
3. Az energia egy feltöltött kondenzátor. A kondenzátor áll töltésű vezetékek ezért rendelkezik olyan energia, amely a (3) képletű egyenlő
ahol Q - töltés kondenzátor C - képessége, # 916; # 966; - a potenciális különbség a kondenzátor lemezeket.
Kifejezést használja (4), igyekeznek egy mechanikus (ponderomotoros) erő. amellyel a kondenzátor lemezeket vonzzák egymást. Ehhez, hogy a feltételezés, hogy az x távolság a lemezek között változik dx értéket. Akkor aktív erő nem működik dA = Fdx csökkenése miatt a potenciális energia a rendszer Fdx = - DW, ahol
Behelyettesítve a (4), a kifejezés a kapacitás egy lapos kondenzátor kapjunk
Differenciálás egy fix érték az energia (lásd (5) és (6).), Megkapjuk a kívánt erő:
ahol a mínusz jel arra utal, hogy az F erő a vonzóerő.
4. Az energia az elektrosztatikus mező. Mi használjuk a kifejezést (4), amely kifejezi az energiát egy sík kondenzátoron díjak és a potenciálok és spolzuya kifejezés a kapacitás lapos kondenzátort (C = # 949; 0 # 949; S / d) és a potenciális közötti különbség annak lemezek (# 916, # 966; = Ed Aztán.
ahol V = Sd - térfogata a kondenzátor. (7) egyenlet azt mutatja, hogy az energia egy kondenzátor keresztül kifejezett érték jellemző elektrosztatikus mező, - feszültség E.