정전기 공식의 에너지. 정전기. 기본 개념. 전하. 전하 보존 법칙. 쿨롱의 법칙. 중첩의 원리. 근접 행동 이론. 전기장 잠재력. 콘덴서. 정전기와 생명

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    정전기학의 기초는 Coulomb의 작업에 의해 마련되었습니다(Cavendish가 그보다 10년 앞서 있었지만 훨씬 더 정확하게 동일한 결과를 얻었습니다. Cavendish의 작업 결과는 가족 기록 보관소에 보관되었으며 불과 100년 후에 출판되었습니다). 후자에 의해 발견된 전기적 상호 작용의 법칙은 Green, Gauss 및 Poisson이 수학적으로 우아한 이론을 만드는 것을 가능하게 했습니다. 정전기학의 가장 핵심적인 부분은 Green과 Gauss가 만든 전위 이론입니다. 정전기에 대한 많은 실험적 연구가 Rees에 의해 수행되었으며, 그의 책은 이전에 이러한 현상 연구의 주요 도움이 되었습니다.

    유전 상수

    정전기학에서 다루어야 하는 거의 모든 공식에 포함된 계수인 모든 물질의 유전 계수 K 값을 찾는 것은 매우 가능합니다. 다른 방법들. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

    1) 크기와 모양이 같지만 하나는 공기 절연층이 있고 다른 하나는 테스트 중인 유전체 층이 있는 두 커패시터의 전기 용량 비교.

    2) 이러한 표면에 특정 전위차가 보고되었지만 한 경우에는 표면 사이에 공기가 있고(흡인력 \u003d F 0), 다른 경우에는 테스트 액체 절연체(흡인력 \u003d F)인 커패시터 표면 간의 인력 비교. 유전 계수는 다음 공식으로 구합니다.

    케이 = 에프0에프. (\displaystyle K=(\frac (F_(0))(F)).)

    3) 전선을 따라 전파되는 전파(전기 진동 참조) 관찰. Maxwell의 이론에 따르면 전선을 따라 전파의 전파 속도는 다음 공식으로 표현됩니다.

    V = 1K μ . (\displaystyle V=(\frac (1)(\sqrt (K\mu ))).)

    여기서 K는 와이어를 둘러싼 매질의 유전 계수를 나타내고, μ는 이 매질의 투자율을 나타냅니다. 대다수의 신체에 대해 μ = 1로 설정하는 것이 가능하므로

    V = 1K. (\displaystyle V=(\frac (1)(\sqrt (K))).)

    일반적으로 공기와 시험된 유전체(액체)에서 동일한 전선의 일부에서 발생하는 정상 전파의 길이는 일반적으로 비교됩니다. 이 길이 λ 0 및 λ를 결정하면 K = λ 0 2 / λ 2를 얻습니다. Maxwell의 이론에 따르면 전기장이 절연 물질에서 여기되면 이 물질 내부에서 특별한 변형이 발생합니다. 유도관을 따라 절연 매체가 분극화됩니다. 이 튜브의 축 방향으로 양전기의 움직임에 비유할 수 있는 전기적 변위가 발생하고 튜브의 각 단면을 통해 다음과 같은 양의 전기가 통과합니다.

    D = 14πKF. (\displaystyle D=(\frac (1)(4\pi ))KF.)

    Maxwell의 이론은 유전체에 전기장이 여기되었을 때 유전체에 나타나는 내부 힘(장력 및 압력)에 대한 표현을 찾는 것을 가능하게 합니다. 이 질문은 처음에 Maxwell 자신이 고려했고 나중에 Helmholtz가 더 철저하게 고려했습니다. 이 문제에 대한 이론과 전기 변형 이론(즉, 전기장이 여기될 때 유전체에 특수 전압 발생에 의존하는 현상을 고려하는 이론)의 추가 개발은 Lorberg, Kirchhoff, P. Duhem, N. N. Schiller 등의 연구에 속합니다.

    국경 조건

    유도관의 굴절 문제를 고려하여 가장 중요한 전기변형 부서에 대한 요약을 마치겠습니다. 유전 계수 K 1 및 K 2 를 갖는 일부 표면 S에 의해 서로 분리된 전기장 내의 두 유전체를 상상해 보십시오.

    표면 S에 무한히 근접한 점 P1과 P2에서 전위의 크기는 V1과 V2를 통해 표현되고, 이 점들에 놓인 양전하 단위가 받는 힘의 크기는 F1과 F2를 통해 표현된다. 그런 다음 표면 S 자체에 있는 점 P에 대해 V 1 = V 2이어야 합니다.

    d V 1 d s = d V 2 d s , (30) (\displaystyle (\frac (dV_(1))(ds))=(\frac (dV_(2))(ds)),\qquad (30))

    ds가 점 P에서 표면 S에 접하는 평면과 해당 점에서 표면에 대한 법선을 통과하고 전기력의 방향을 통과하는 평면의 교차선을 따라 미소 변위를 나타내는 경우. 다른 한편으로는

    K 1 d V 1 d n 1 + K 2 d V 2 d n 2 = 0. (31) (\displaystyle K_(1)(\frac (dV_(1))(dn_(1)))+K_(2)(\frac (dV_(2))(dn_(2)))=0.\qquad (31))

    힘 F2와 법선 n2(두 번째 유전체 내부)에 의해 형성된 각도를 ε 2로 나타내고, ε 1을 통해 힘 F 1과 동일한 법선 n 2에 의해 형성된 각도를 나타냅니다. 그런 다음 공식 (31)과 (30)을 사용하여 다음을 찾습니다.

    t g ε 1 t g ε 2 = 케이 1 케이 2 . (\displaystyle (\frac (\mathrm (tg) (\varepsilon _(1)))(\mathrm (tg) (\varepsilon _(2))))=(\frac (K_(1))(K_(2))).)

    따라서 두 유전체를 서로 분리하는 표면에서 전기력은 한 매체에서 다른 매체로 들어오는 광선과 같이 방향이 변경됩니다. 이론의 이러한 결과는 경험에 의해 정당화됩니다.

    전하입자 또는 물체가 전자기 상호 작용에 들어가는 능력을 나타내는 물리량입니다. 전기 요금은 일반적으로 문자로 표시됩니다 큐또는 큐. SI 시스템에서 전하는 쿨롱(C) 단위로 측정됩니다. 1C의 자유전하는 자연계에서는 거의 찾아볼 수 없는 엄청난 양의 전하입니다. 일반적으로 마이크로쿨롱(1 μC = 10 -6 C), 나노쿨롱(1 nC = 10 -9 C) 및 피코쿨롱(1 pC = 10 -12 C)을 처리해야 합니다. 전하는 다음과 같은 특성을 가집니다.

    1. 전기 요금은 일종의 문제입니다.

    2. 전하는 입자의 움직임과 속도에 의존하지 않습니다.

    3. 전하를 한 신체에서 다른 신체로 전송할 수 있습니다(예: 직접 접촉). 체질량과는 달리, 전하는 주어진 신체의 고유한 특성이 아닙니다. 다른 조건의 동일한 신체는 다른 전하를 가질 수 있습니다.

    4. 일반적으로 명명된 두 가지 유형의 전하가 있습니다. 긍정적인그리고 부정적인.

    5. 모든 요금은 서로 상호 작용합니다. 동시에 같은 요금은 끌어당기는 것과는 달리 서로 밀어냅니다. 전하 상호 작용의 힘은 중심입니다. 즉, 전하 중심을 연결하는 직선에 있습니다.

    6. 가능한 가장 작은 (모듈로) 전하가 있습니다. 기본 요금. 그 의미:

    이자형= 1.602177 10 -19C ≈ 1.6 10 -19C

    모든 물체의 전하는 항상 기본 전하의 배수입니다.

    어디: N정수입니다. 0.5와 동일한 요금이 부과되는 것은 불가능합니다. 이자형; 1,7이자형; 22,7이자형등등. 불연속적인(연속적이지 않은) 일련의 값만을 취할 수 있는 물리량을 호출합니다. 양자화. 기본 전하 e는 전하의 양자(가장 작은 부분)입니다.

    고립계에서 모든 물체의 전하량의 대수적 합은 일정하게 유지됩니다.

    전하 보존 법칙에 따르면 폐쇄된 신체 시스템에서는 단 하나의 전하가 생성되거나 사라지는 과정을 관찰할 수 없습니다. 크기와 모양이 같은 두 물체에 전하가 있는 경우에도 전하 보존 법칙에 따릅니다. 큐 1과 큐 2 (전하가 어떤 표시인지는 중요하지 않음) 접촉하고 다시 분리하면 각 신체의 전하가 같아집니다.

    현대적 관점에서 볼 때 전하 캐리어는 소립자입니다. 모든 일반 물체는 양전하를 띤 원자를 포함하는 원자로 구성됩니다. 양성자, 음전하 전자및 중성 입자 중성자. 양성자와 중성자는 원자핵의 일부이며 전자는 원자의 전자 껍질을 형성합니다. 양성자와 전자 모듈로의 전하는 정확히 동일하며 기본(즉, 가능한 최소) 전하와 동일합니다. 이자형.

    중성 원자에서 핵의 양성자 수는 껍질의 전자 수와 같습니다. 이 번호를 원자 번호라고 합니다. 주어진 물질의 원자는 하나 이상의 전자를 잃거나 여분의 전자를 얻을 수 있습니다. 이 경우 중성 원자는 양전하 또는 음전하를 띤 이온으로 변합니다. 양의 양성자는 원자핵의 일부이므로 그 수는 핵 반응 중에만 변할 수 있습니다. 분명히 몸을 대전시킬 때 핵 반응은 일어나지 않습니다. 따라서 어떤 전기 현상에서도 양성자의 수는 변하지 않고 전자의 수만 변한다. 따라서 신체에 음전하를 부여하는 것은 여분의 전자를 몸에 전달하는 것을 의미합니다. 그리고 양전하의 메시지는 흔한 실수, 양성자를 더하는 것이 아니라 전자를 빼는 것을 의미합니다. 전하는 정수 전자를 포함하는 부분에서만 한 몸체에서 다른 몸체로 이동할 수 있습니다.

    때때로 문제에서 전하가 일부 신체에 분산됩니다. 이 분포를 설명하기 위해 다음 수량을 도입합니다.

    1. 선형 전하 밀도.필라멘트를 따라 전하 분포를 설명하는 데 사용됩니다.

    어디: 엘- 스레드 길이. C/m 단위로 측정됩니다.

    2. 표면 전하 밀도.신체 표면의 전하 분포를 설명하는 데 사용됩니다.

    어디: 에스신체의 표면적입니다. C / m 2 단위로 측정됩니다.

    3. 벌크 전하 밀도.신체 부피에 대한 전하 분포를 설명하는 데 사용됩니다.

    어디: V- 몸의 양. C / m 3 단위로 측정됩니다.

    점에 유의하시기 바랍니다 전자 질량동일하다:

    나\u003d 9.11 ∙ 10 -31kg.

    쿨롱의 법칙

    포인트 충전이 문제의 조건 하에서 무시할 수 있는 치수를 대전체라고 합니다. 수많은 실험을 바탕으로 쿨롱은 다음과 같은 법칙을 확립했습니다.

    고정 소수점 전하의 상호 작용력은 전하 모듈의 곱에 정비례하고 그들 사이 거리의 제곱에 반비례합니다.

    어디: ε – 매질의 유전율 – 주어진 매질에서 정전기적 상호작용의 힘이 진공에서보다 몇 배 더 작은지를 보여주는 무차원 물리량(즉, 매질이 상호작용을 얼마나 많이 약화시키는지). 여기 케이- 쿨롱 법칙의 계수, 전하의 상호 작용력의 수치를 결정하는 값. SI 시스템에서 그 값은 다음과 같습니다.

    케이= 9∙10 9 m/F.

    포인트 고정 전하의 상호 작용력은 뉴턴의 세 번째 법칙을 따르며 동일한 전하 징후와 서로에 대한 인력을 가진 서로의 ​​반발력입니다. 다른 징후. 고정 전하의 상호 작용을 정전기또는 쿨롱 상호 작용. Coulomb 상호 작용을 연구하는 전기 역학 섹션을 정전기.

    쿨롱의 법칙은 점으로 대전된 물체, 균일하게 대전된 구체 및 공에 유효합니다. 이 경우 거리에 대해 아르 자형구체 또는 공의 중심 사이의 거리를 측정합니다. 실제로 쿨롱의 법칙은 대전된 물체의 크기가 그들 사이의 거리보다 훨씬 작은 경우에 잘 충족됩니다. 계수 케이 SI 시스템에서 때때로 다음과 같이 작성됩니다.

    어디: ε 0 \u003d 8.85 10 -12 F / m - 전기 상수.

    경험에 따르면 쿨롱 상호 작용의 힘은 중첩의 원리를 따릅니다. 대전체가 여러 대전체와 동시에 상호 작용하면 결과적으로 작용하는 힘이 주어진 몸, 다른 모든 대전체에서 이 물체에 작용하는 힘의 벡터 합과 같습니다.

    두 가지 중요한 정의도 기억하십시오.

    지휘자- 자유 전하 캐리어를 포함하는 물질. 도체 내부에서 전자의 자유로운 이동 - 전하 운반체 가능 ( 전기). 전도체에는 금속, 전해질 용액 및 용융물, 이온화된 가스 및 플라즈마가 포함됩니다.

    유전체(절연체)- 자유 전하 캐리어가 없는 물질. 유전체 내부에서 전자의 자유로운 이동은 불가능합니다(전류가 유전체를 통해 흐를 수 없음). 1과 같지 않은 특정 유전율을 갖는 유전체입니다. ε .

    물질의 유전율에 대해 다음이 참입니다(전기장이 약간 더 낮은 것에 대해).

    전기장과 그 강도

    현대적 개념에 따르면 전하는 서로 직접적으로 작용하지 않습니다. 각각의 하전체는 주변 공간에 생성됩니다. 전기장. 이 필드는 다른 하전체에 힘 효과가 있습니다. 전기장의 주요 속성은 특정 힘으로 전하에 대한 작용입니다. 따라서 대전체의 상호 작용은 서로 직접적인 영향이 아니라 대전체를 둘러싼 전기장을 통해 수행됩니다.

    하전된 물체를 둘러싼 전기장은 조사된 전하의 눈에 띄는 재분배를 도입하지 않는 작은 점 전하인 소위 테스트 전하를 사용하여 조사할 수 있습니다. 전기장을 정량화하기 위해 힘 특성이 도입되었습니다. 전계 강도 이자형.

    전계 강도는 전계의 주어진 지점에 놓인 테스트 전하에 전계가 작용하는 힘과이 전하의 크기의 비율과 같은 물리량이라고합니다.

    전계 강도는 벡터 물리량입니다. 장력 벡터의 방향은 공간의 각 지점에서 양의 시험 전하에 작용하는 힘의 방향과 일치합니다. 시간에 따라 고정 및 불변 전하의 전기장을 정전기라고 합니다.

    을 위한 시각적 프레젠테이션전기장이 사용된다 힘의 선. 이 선은 각 점에서 장력 벡터의 방향이 힘선에 접하는 방향과 일치하도록 그려집니다. 힘 라인에는 다음과 같은 속성이 있습니다.

    • 정전기장의 힘선은 절대 교차하지 않습니다.
    • 정전기장의 힘선은 항상 양전하에서 음전하로 향합니다.
    • 역선을 사용하여 전기장을 묘사할 때 밀도는 전계 강도 벡터의 계수에 비례해야 합니다.
    • 힘의 선은 양전하 또는 무한대에서 시작하여 음전하 또는 무한대에서 끝납니다. 선의 밀도가 클수록 장력이 커집니다.
    • 공간의 주어진 지점에서 단 하나의 힘선만 통과할 수 있습니다. 공간의 주어진 지점에서 전기장의 강도는 고유하게 지정됩니다.

    강도 벡터가 필드의 모든 지점에서 동일하면 전기장이 균일하다고 합니다. 예를 들어, 플랫 커패시터는 균일한 필드를 생성합니다. 유전체 층으로 분리된 동일하고 반대 전하로 충전된 두 개의 플레이트와 플레이트 사이의 거리는 플레이트 크기보다 훨씬 작습니다.

    전하당 균일 필드의 모든 지점에서 큐, 강도가 있는 균일한 필드에 도입 이자형, 크기와 방향이 같은 힘이 있다. 에프 = 등가. 게다가 요금이 부과된다면 큐양수이면 힘의 방향이 장력 벡터의 방향과 일치하고 전하가 음수이면 힘과 장력 벡터의 방향이 반대입니다.

    양수 및 음수 전하는 그림에 나와 있습니다.

    중첩 원리

    테스트 전하를 사용하여 여러 대전체에 의해 생성된 전기장을 조사하면 결과적인 힘은 각 대전체에서 개별적으로 테스트 전하에 작용하는 힘의 기하 합과 같습니다. 따라서 공간의 주어진 지점에서 전하 시스템에 의해 생성된 전계의 강도는 동일한 지점에서 전하에 의해 개별적으로 생성된 전계 강도의 벡터 합과 같습니다.

    전기장의 이러한 속성은 필드가 다음을 준수한다는 것을 의미합니다. 중첩 원리. 쿨롱의 법칙에 따라 점 전하에 의해 생성된 정전기장의 강도 큐거리에 아르 자형그것으로부터 모듈로에서 동일합니다.

    이 필드를 쿨롱 필드라고 합니다. 쿨롱 필드에서 강도 벡터의 방향은 전하의 부호에 따라 달라집니다. 큐: 만약에 큐> 0이면 강도 벡터는 전하로부터 멀어집니다. 큐 < 0, то вектор напряженности направлен к заряду. Величина напряжённости зависит от величины заряда, среды, в которой находится заряд, и уменьшается с увеличением расстояния.

    대전된 평면이 표면 근처에서 생성하는 전계 강도:

    따라서 작업에서 전하 시스템의 전계 강도를 결정해야 하는 경우 다음과 같이 행동해야 합니다. 연산:

    1. 그림을 그립니다.
    2. 원하는 지점에서 개별적으로 각 전하의 전계 강도를 그립니다. 장력은 음전하를 향하고 양전하에서 멀어진다는 것을 기억하십시오.
    3. 적절한 공식을 사용하여 각 장력을 계산합니다.
    4. 응력 벡터를 기하학적으로(즉, 벡터적으로) 추가합니다.

    전하 상호 작용의 잠재적 에너지

    전하는 서로 그리고 전기장과 상호 작용합니다. 모든 상호 작용은 위치 에너지로 설명됩니다. 두 점 전하의 상호 작용에 대한 잠재적 에너지공식으로 계산:

    요금에 모듈이 부족하다는 점에 유의하십시오. 반대 전하의 경우 상호 작용 에너지는 다음과 같습니다. 부정적인 의미. 동일한 공식이 균일하게 대전된 구와 공의 상호 작용 에너지에도 유효합니다. 일반적으로 이 경우 거리 r은 공 또는 구의 중심 사이에서 측정됩니다. 전하가 두 개 이상인 경우 상호 작용 에너지는 다음과 같이 고려해야합니다. 전하 시스템을 가능한 모든 쌍으로 나누고 각 쌍의 상호 작용 에너지를 계산하고 모든 쌍의 모든 에너지를 합산하십시오.

    이 주제에 대한 문제와 역학적 에너지 보존 법칙에 대한 문제가 해결되었습니다. 먼저 초기 상호 작용 에너지를 찾은 다음 마지막 에너지를 찾습니다. 작업에서 전하 이동에 대한 작업을 찾으라고 요청하면 전하 상호 작용의 초기 총 에너지와 최종 총 에너지의 차이와 같습니다. 상호 작용 에너지는 운동 에너지 또는 다른 유형의 에너지로 변환될 수도 있습니다. 물체가 매우 먼 거리에 있으면 상호 작용 에너지는 0으로 간주됩니다.

    참고: 이동 중에 물체(입자) 사이의 최소 또는 최대 거리를 찾는 작업이 필요한 경우 입자가 동일한 속도로 동일한 방향으로 이동할 때 이 조건이 충족됩니다. 따라서 해결책은 운동량 보존 법칙을 작성하는 것부터 시작해야 합니다. 그런 다음 다음을 고려하여 에너지 보존 법칙을 작성해야 합니다. 운동 에너지두 번째 경우의 입자.

    잠재적인. 잠재적 차이. 전압

    정전기장은 중요한 특성을 가지고 있습니다. 전하를 전계의 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 때 정전기장의 힘은 궤적의 모양에 의존하지 않고 시작점과 끝점의 위치와 전하의 크기에 의해서만 결정됩니다.

    궤적의 모양에 대한 작업의 독립성 결과는 다음과 같습니다. 닫힌 궤적을 따라 전하를 이동할 때 정전기장의 작업은 0입니다.

    정전기장의 포텐셜(궤도의 형태로부터 독립적인 작업) 특성을 통해 전기장에서 전하의 포텐셜 에너지 개념을 도입할 수 있습니다. 그리고 정전기장에서 전하의 위치 에너지와 이 전하의 값의 비율과 같은 물리량을 라고 합니다. 잠재적인 φ 전기장:

    잠재적인 φ 정전기장의 에너지 특성입니다. SI(International System of Units)에서 전위(따라서 전위차, 즉 전압)의 단위는 볼트[V]입니다. 잠재력은 스칼라 수량입니다.

    정전기학의 많은 문제에서 전위를 계산할 때 위치 에너지와 전위의 값이 사라지는 무한대 지점을 기준점으로 삼는 것이 편리합니다. 이 경우 전위의 개념은 다음과 같이 정의할 수 있습니다. 공간의 주어진 지점에서 필드의 전위는 단위 양전하가 주어진 지점에서 무한대로 제거될 때 전기력이 하는 일과 같습니다.

    두 점 전하의 상호 작용에 대한 포텐셜 에너지 공식을 기억하고 포텐셜의 정의에 따라 전하 중 하나의 값으로 나누면 다음을 얻습니다. 잠재적인 φ 포인트 충전 필드 큐거리에 아르 자형무한대의 점에 상대적인 값은 다음과 같이 계산됩니다.

    이 공식으로 계산된 전위는 생성된 전하의 부호에 따라 양수 또는 음수일 수 있습니다. 동일한 공식은 균일하게 대전된 공(또는 구)의 전계 전위를 나타냅니다. 아르 자형 ≥ 아르 자형(공 또는 구 외부), 여기서 아르 자형공의 반지름, 거리 아르 자형공의 중심에서 측정합니다.

    힘의 선과 함께 전기장을 시각적으로 표현하려면 다음을 사용하십시오. 등전위 표면. 전계의 전위가 갖는 모든 지점의 표면 같은 값등전위면 또는 등전위면이라고 한다. 전기력선은 항상 등전위면에 수직입니다. 포인트 전하의 쿨롱 필드의 등전위 표면은 동심원 구입니다.

    전기 같은 전압그것은 단지 잠재적인 차이, 즉 전압의 정의는 다음 공식으로 나타낼 수 있습니다.

    균일한 전계에서 전계 강도와 전압 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    전기장의 작용전하 시스템의 초기 위치 에너지와 최종 위치 에너지의 차이로 계산할 수 있습니다.

    일반적인 경우 전기장의 작업은 다음 공식 중 하나를 사용하여 계산할 수도 있습니다.

    균일한 자기장에서 전하가 힘의 선을 따라 이동할 때 자기장의 일은 다음 공식을 사용하여 계산할 수도 있습니다.

    이 공식에서:

    • φ 전기장의 잠재력입니다.
    • ∆φ - 전위차.
    • 승외부 전기장에서 전하의 위치 에너지입니다.
    • ㅏ- 전하(전하)의 이동에 대한 전기장의 작용.
    • 큐외부 전기장에서 이동하는 전하입니다.
    • 유- 전압.
    • 이자형전계 강도이다.
    • 디또는 ∆ 엘전하가 힘의 선을 따라 움직이는 거리입니다.

    이전의 모든 공식에서는 구체적으로 정전기장의 작업에 관한 것이었지만 문제가 "작업을 수행해야 한다" 또는 "외력의 작업"에 관한 것이라면 이 작업은 필드의 작업과 동일한 방식으로 고려되어야 하지만 부호는 반대입니다.

    잠재적 중첩 원리

    전하에 의해 생성된 전계 강도의 중첩 원리에서 전위 중첩 원리는 다음과 같습니다(이 경우 필드 전위의 부호는 필드를 생성한 전하의 부호에 따라 다름).

    긴장의 원리보다 잠재력의 중첩 원리를 적용하는 것이 얼마나 쉬운지 주목하십시오. 포텐셜은 방향이 없는 스칼라 양입니다. 전위를 추가하는 것은 단순히 숫자 값을 합산하는 것입니다.

    전기 용량. 플랫 커패시터

    전하가 지휘자에게 전달될 때 항상 특정 한계가 있으며 그 이상으로 본체를 충전할 수 없습니다. 신체가 전하를 축적하는 능력을 특성화하기 위해 개념이 도입되었습니다. 전기 용량. 단일 도체의 커패시턴스는 전위에 대한 전하의 비율입니다.

    SI 시스템에서 커패시턴스는 패럿[F] 단위로 측정됩니다. 1 패럿은 매우 큰 정전 용량입니다. 이에 비해 지구 전체의 정전용량은 1패럿보다 훨씬 적습니다. 도체의 정전용량은 전하나 신체의 전위에 의존하지 않습니다. 마찬가지로 밀도는 물체의 질량이나 부피에 의존하지 않습니다. 용량은 신체의 모양, 치수 및 환경 특성에만 의존합니다.

    전기용량두 도체의 시스템은 전하의 비율로 정의되는 물리량이라고합니다. 큐전위차 Δ에 대한 도체 중 하나 φ 그들 사이에:

    도체의 전기 용량 값은 도체의 모양과 크기, 도체를 분리하는 유전체의 특성에 따라 달라집니다. 전기장이 특정 공간 영역에만 집중(국소화)되는 도체 구성이 있습니다. 이러한 시스템을 호출합니다. 축전기, 커패시터를 구성하는 도체를 호출합니다. 표면.

    가장 간단한 축전기는 판의 크기에 비해 작은 거리에서 서로 평행하게 배열되고 유전층으로 분리된 두 개의 편평한 전도성 판으로 구성된 시스템입니다. 이러한 커패시터를 호출합니다. 평평한. 플랫 커패시터의 전기장은 주로 플레이트 사이에 국한됩니다.

    플랫 커패시터의 각 대전판은 표면 근처에 전기장을 생성하며 강도 계수는 위에 이미 주어진 비율로 표현됩니다. 그런 다음 두 판에 의해 생성된 커패시터 내부의 최종 전계 강도 계수는 다음과 같습니다.

    커패시터 외부에서 두 판의 전기장은 서로 다른 방향으로 향하므로 결과적으로 정전기장이 발생합니다. 이자형= 0. 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

    따라서 플랫 커패시터의 커패시턴스는 플레이트 (플레이트)의 면적에 정비례하고 플레이트 사이의 거리에 반비례합니다. 판 사이의 공간이 유전체로 채워지면 커패시터의 정전 용량은 다음과 같이 증가합니다. ε 한 번. 참고 에스이 공식에는 커패시터의 한 판만 있는 영역이 있습니다. 문제에서 "플레이트 영역"에 대해 이야기할 때 정확히 이 값을 의미합니다. 절대 2로 곱하거나 나누어서는 안됩니다.

    다시 한 번 공식을 제시합니다. 커패시터 충전. 커패시터의 전하는 양극 라이닝의 전하만을 의미합니다.

    커패시터 플레이트의 인력.각 판에 작용하는 힘은 축전기의 총 자기장에 의해 결정되는 것이 아니라 반대쪽 판에 의해 생성된 자기장에 의해 결정됩니다(판 자체에는 작용하지 않음). 이 필드의 강도는 전체 필드 강도의 절반과 판의 상호 작용력과 같습니다.

    커패시터 에너지.커패시터 내부의 전계 에너지라고도합니다. 경험에 따르면 충전된 커패시터에는 에너지 저장소가 포함되어 있습니다. 충전된 커패시터의 에너지는 커패시터를 충전하기 위해 소비해야 하는 외력의 일과 같습니다. 커패시터의 에너지에 대한 공식을 작성하는 세 가지 동등한 형식이 있습니다(관계식을 사용하는 경우 서로를 따릅니다. 큐 = CU):

    "커패시터가 소스에 연결되어 있습니다."라는 문구에 특히 주의하십시오. 이것은 커패시터 양단의 전압이 변경되지 않음을 의미합니다. 그리고 "캐패시터가 충전되고 소스에서 분리되었습니다"라는 문구는 커패시터의 전하가 변경되지 않음을 의미합니다.

    전기장 에너지

    전기 에너지는 충전된 커패시터에 저장된 위치 에너지로 간주되어야 합니다. 현대 개념에 따르면 커패시터의 전기 에너지는 커패시터 플레이트 사이의 공간, 즉 전기장에 국한됩니다. 따라서 전기장의 에너지라고 합니다. 하전체의 에너지는 전기장이 있는 공간, 즉 우리는 전기장의 에너지에 대해 이야기할 수 있습니다. 예를 들어 커패시터에서 에너지는 플레이트 사이의 공간에 집중됩니다. 따라서 전기장의 체적 에너지 밀도라는 새로운 물리적 특성을 도입하는 것이 합리적입니다. 플랫 커패시터의 예를 사용하여 체적 에너지 밀도(또는 전기장의 단위 체적당 에너지)에 대한 다음 공식을 얻을 수 있습니다.

    커패시터 연결

    커패시터의 병렬 연결- 용량을 늘리기 위해. 커패시터는 동일하게 충전된 플레이트의 면적을 늘리는 것처럼 유사하게 충전된 플레이트로 연결됩니다. 모든 커패시터의 전압은 동일하고 총 전하는 각 커패시터의 전하의 합과 같으며 총 정전 용량도 병렬로 연결된 모든 커패시터의 정전 용량의 합과 같습니다. 커패시터의 병렬 연결 공식을 작성해 봅시다.

    ~에 커패시터의 직렬 연결커패시터 배터리의 총 커패시턴스는 항상 배터리에 포함된 가장 작은 커패시터의 커패시턴스보다 작습니다. 커패시터의 항복 전압을 높이기 위해 직렬 연결이 사용됩니다. 커패시터의 직렬 연결 공식을 작성해 봅시다. 직렬 연결된 커패시터의 총 커패시턴스는 다음 비율에서 구합니다.

    전하 보존 법칙에 따르면 인접한 판의 전하는 동일합니다.

    전압은 개별 커패시터 양단의 전압의 합과 같습니다.

    직렬로 연결된 두 개의 커패시터의 경우 위의 공식은 총 커패시턴스에 대해 다음과 같은 식을 제공합니다.

    을 위한 N동일한 직렬 연결된 커패시터:

    전도성 구체

    대전된 전도체 내부의 전계 강도는 0입니다.그렇지 않으면 도체 내부의 자유 전하에 전기력이 작용하여 이러한 전하가 도체 내부로 이동하게 됩니다. 이 움직임은 실제로는 발생하지 않는 하전된 전도체의 가열로 이어집니다.

    도체 내부에 전기장이 없다는 사실은 다른 방식으로 이해할 수 있습니다. 그렇다면 하전 입자는 다시 움직일 것이고 자신의 필드에 의해이 필드를 0으로 줄이는 방식으로 움직일 것입니다. 사실 어떤 시스템이든 균형을 맞추는 경향이 있기 때문에 그들은 움직이기를 원하지 않을 것입니다. 조만간 모든 움직이는 전하가 그 위치에서 정확히 멈출 것이므로 도체 내부의 필드는 0이 될 것입니다.

    도체 표면에서 전계 강도는 최대입니다. 외부에 있는 하전된 공의 전계 강도의 크기는 도체로부터의 거리에 따라 감소하며 거리가 공의 중심에서 측정되는 점 전하의 전계 강도에 대한 공식과 유사한 공식을 사용하여 계산됩니다.

    대전된 도체 내부의 전계 강도가 0이므로 도체 내부와 표면의 모든 지점에서의 전위는 동일합니다(이 경우에만 전위차, 따라서 장력은 0입니다). 대전된 구체 내부의 전위는 표면의 전위와 같습니다.공 외부의 전위는 공의 중심에서 거리를 측정하는 점 전하의 전위에 대한 공식과 유사한 공식으로 계산됩니다.

    반지름 아르 자형:

    구체가 유전체로 둘러싸인 경우:

    전기장에서 도체의 특성

    1. 도체 내부의 전계 강도는 항상 0입니다.
    2. 도체 내부의 전위는 모든 지점에서 동일하며 도체 표면의 전위와 같습니다. 문제에서 "도체가 전위 ... V로 충전된다"고 말하면 정확히 표면 전위를 의미합니다.
    3. 표면 근처의 도체 외부에서 전계 강도는 항상 표면에 수직입니다.
    4. 전도체에 전하가 주어지면 전도체 표면 근처의 매우 얇은 층에 완전히 분포됩니다(일반적으로 전도체의 전체 전하는 표면에 분포되어 있다고 합니다). 이것은 쉽게 설명됩니다. 사실은 신체에 전하를 부여함으로써 동일한 부호의 전하 운반체를 신체에 전달한다는 것입니다. 서로 밀어내는 전하처럼. 이것은 그들이 가능한 최대 거리까지 서로 흩어지기 위해 노력할 것임을 의미합니다. 도체의 가장자리에 축적됩니다. 결과적으로 도체가 코어에서 제거되면 정전기 특성이 어떤 식으로든 변경되지 않습니다.
    5. 전도체 외부에서는 전계 강도가 클수록 전도체 표면이 더 구부러집니다. 장력의 최대 값은 도체 표면의 팁과 날카로운 파손 근처에 도달합니다.

    복잡한 문제 해결에 대한 참고 사항

    1. 접지무언가는 도체와의 연결을 의미합니다. 이 개체지구와 함께. 동시에 지구와 기존 물체의 전위가 균등화되고 이에 필요한 전하가 지구에서 물체로 또는 그 반대로 도체를 가로질러 흐릅니다. 이 경우 지구가 그 위에 있는 어떤 물체보다 비교할 수 없을 정도로 크다는 사실에 따른 몇 가지 요인을 고려해야 합니다.

    • 지구의 총 전하는 조건부로 0이므로 전위도 0이며 물체가 지구에 연결된 후에도 0으로 유지됩니다. 접지한다는 것은 한마디로 대상의 잠재력을 무효화하는 것을 의미합니다.
    • 전위(따라서 이전에 양전하와 음전하 모두였을 수 있는 물체 자체의 전하)를 무효화하기 위해 물체는 지구에 일부(아마도 매우 큰) 전하를 수락하거나 주어야 하며 지구는 항상 그러한 기회를 제공할 수 있습니다.

    2. 다시 한 번 반복합시다. 속도가 크기가 같고 같은 방향으로 향하는 순간 반발하는 몸체 사이의 거리가 최소화됩니다 (전하의 상대 속도는 0입니다). 이 순간 전하 상호 작용의 잠재적 에너지가 최대입니다. 끌어당기는 물체 사이의 거리는 한 방향으로 향하는 속도가 같은 순간에도 최대입니다.

    3. 문제에 많은 수의 전하로 구성된 시스템이 있는 경우 대칭 중심에 있지 않은 전하에 작용하는 힘을 고려하고 설명해야 합니다.

  • 물리학의 모든 공식과 법칙, 수학의 공식과 방법을 배웁니다. 사실 이렇게 하는 것도 매우 간단합니다. 물리학에는 필요한 공식이 약 200개에 불과하고 수학에서는 훨씬 적습니다. 이러한 각 과목에는 기본적인 복잡성 수준의 문제를 해결하기 위한 약 12가지의 표준 방법이 있으며, 이 방법도 학습할 수 있으므로 완전히 자동으로 어려움 없이 적시에 해결합니다. 최대 CT. 그 후에는 가장 어려운 작업에 대해서만 생각하면 됩니다.
  • 물리 및 수학의 리허설 테스트의 세 단계 모두에 참석하십시오. 두 옵션을 모두 해결하기 위해 각 RT를 두 번 방문할 수 있습니다. 다시 말하지만 CT에서는 문제를 빠르고 효율적으로 해결하는 능력과 공식 및 방법에 대한 지식 외에도 시간을 적절하게 계획하고 힘을 분배하며 가장 중요한 것은 답변 양식을 올바르게 작성할 수 있어야 합니다. , 답변 및 작업 수 또는 자신의 이름을 혼동하지 않고. 또한 RT 중에는 작업에서 질문을 던지는 스타일에 익숙해지는 것이 중요합니다. DT에서 준비되지 않은 사람에게는 매우 이례적으로 보일 수 있습니다.

    • 이 세 가지 사항의 성공적이고 부지런하며 책임감 있는 이행과 최종 교육 테스트에 대한 책임감 있는 연구를 통해 CT에서 귀하가 할 수 있는 최대의 우수한 결과를 보여줄 수 있습니다.

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    전기 전도성
    전기 저항
    전기 임피던스 또한보십시오: 포털:물리학

    정전기- 움직이지 않는 전하의 상호 작용을 연구하는 전기 교리의 한 분야.

    사이 같은 이름의하전체 정전기 (또는 쿨롱) 반발이 있으며 사이 다르게충전 - 정전기 인력. 같은 전하의 반발 현상은 전하를 감지하는 장치 인 검전기의 생성을 뒷받침합니다.

    정전기학은 쿨롱의 법칙을 기반으로 합니다. 이 법칙은 포인트 전하의 상호 작용을 설명합니다.

    이야기

    정전기학의 기초는 Coulomb의 작업에 의해 마련되었습니다(Cavendish가 그보다 10년 앞서 있었지만 훨씬 더 정확하게 동일한 결과를 얻었습니다. Cavendish의 작업 결과는 가족 기록 보관소에 보관되었으며 불과 100년 후에 출판되었습니다). 후자에 의해 발견된 전기적 상호 작용의 법칙은 Green, Gauss 및 Poisson이 수학적으로 우아한 이론을 만드는 것을 가능하게 했습니다. 정전기학의 가장 중요한 부분은 Green과 Gauss가 만든 전위 이론입니다. 정전기에 대한 많은 실험적 연구가 Rees에 의해 수행되었으며, 그의 책은 이전에 이러한 현상 연구의 주요 도움이 되었습니다.

    유전 상수

    정전기학에서 다루어야 하는 거의 모든 공식에 포함된 계수인 모든 물질의 유전 계수 K 값을 찾는 것은 매우 다른 방식으로 수행될 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

    1) 크기와 모양이 같지만 하나는 공기 절연층이 있고 다른 하나는 테스트 중인 유전체 층이 있는 두 커패시터의 전기 용량 비교.

    2) 이러한 표면에 특정 전위차가 보고되었지만 한 경우에는 표면 사이에 공기가 있고(흡인력 \u003d F 0), 다른 경우에는 테스트 액체 절연체(흡인력 \u003d F)인 커패시터 표면 간의 인력 비교. 유전 계수는 다음 공식으로 구합니다.

    3) 와이어를 따라 전파되는 전파(전기 진동 참조) 관찰. Maxwell의 이론에 따르면 전선을 따라 전파의 전파 속도는 다음 공식으로 표현됩니다.

    여기서 K는 와이어를 둘러싼 매질의 유전 계수를 나타내고, μ는 이 매질의 투자율을 나타냅니다. 대다수의 신체에 대해 μ = 1로 설정하는 것이 가능하므로

    일반적으로 공기와 시험된 유전체(액체)에서 동일한 전선의 일부에서 발생하는 정상 전파의 길이는 일반적으로 비교됩니다. 이 길이 λ 0 및 λ를 결정하면 K = λ 0 2 / λ 2를 얻습니다. Maxwell의 이론에 따르면 전기장이 절연 물질에서 여기되면 이 물질 내부에서 특별한 변형이 발생합니다. 유도관을 따라 절연 매체가 분극화됩니다. 이 튜브의 축 방향으로 양전기의 움직임에 비유할 수 있는 전기적 변위가 발생하고 튜브의 각 단면을 통해 다음과 같은 양의 전기가 통과합니다.

    Maxwell의 이론은 유전체에 전기장이 여기되었을 때 유전체에 나타나는 내부 힘(장력 및 압력)에 대한 표현을 찾는 것을 가능하게 합니다. 이 질문은 처음에 Maxwell 자신이 고려했고 나중에 Helmholtz가 더 철저하게 고려했습니다. 이 문제에 대한 이론과 전기 변형 이론(즉, 전기장이 여기될 때 유전체에 특수 전압 발생에 의존하는 현상을 고려하는 이론)의 추가 개발은 Lorberg, Kirchhoff, P. Duhem, N. N. Schiller 등의 연구에 속합니다.

    국경 조건

    유도관의 굴절 문제를 고려하여 가장 중요한 전기변형 부서에 대한 요약을 마치겠습니다. 유전 계수 K 1 및 K 2 를 갖는 일부 표면 S에 의해 서로 분리된 전기장 내의 두 유전체를 상상해 보십시오.

    표면 S에 무한히 근접한 점 P1과 P2에서 전위의 크기는 V1과 V2를 통해 표현되고, 이 점들에 놓인 양전하 단위가 받는 힘의 크기는 F1과 F2를 통해 표현된다. 그런 다음 표면 S 자체에 있는 점 P에 대해 V 1 = V 2이어야 합니다.

    ds가 점 P에서 표면 S에 접하는 평면과 해당 점에서 표면에 대한 법선을 통과하고 전기력의 방향을 통과하는 평면의 교차선을 따라 미소 변위를 나타내는 경우. 다른 한편으로는

    힘 F2와 법선 n2(두 번째 유전체 내부)에 의해 형성된 각도를 ε 2로 나타내고, ε 1을 통해 힘 F 1과 동일한 법선 n 2에 의해 형성된 각도를 나타냅니다. 그런 다음 공식 (31)과 (30)을 사용하여 다음을 찾습니다.

    따라서 두 유전체를 서로 분리하는 표면에서 전기력은 한 매체에서 다른 매체로 들어오는 광선과 같이 방향이 변경됩니다. 이론의 이러한 결과는 경험에 의해 정당화됩니다.

    또한보십시오

    • 정전기 방전

    문학

    • Landau, L.D., 리프시츠, E.M.필드 이론. - 7판, 수정됨. -M .: Nauka, 1988. - 512p. - ( "이론 물리학", 볼륨 II). - ISBN 5-02-014420-7
    • Matveev A.N.전기와 자기. 중.: 대학원, 1983.
    • 터널 M.-A.전자기학의 기초와 상대성 이론. 당. fr에서. 중.: 외국 문학, 1962. 488쪽.
    • Borgman, "전기 및 자기 현상 교리의 기초"(vol. I);
    • 맥스웰, "전기와 자기에 관한 논문"(vol. I);
    • Poincaré, "Electricité et Optique"";
    • Wiedemann, "Die Lehre von der Elektricität"(vol. I);

    연결

    • 콘스탄틴 보그다노프.정전기는 무엇을 // 양자. - M .: Bureau Quantum, 2010. - No. 2.

    시험을 위한 물리학 공식이 포함된 치트 시트

    뿐만 아니라 (7, 8, 9, 10 및 11 클래스가 필요할 수 있음).

    우선 컴팩트한 형태로 인쇄할 수 있는 그림입니다.

    역학

    1. 압력 P=F/S
    2. 밀도 ρ=m/V
    3. 액체 깊이에서의 압력 P=ρ∙g∙h
    4. 중력 Ft=mg
    5. 5. 아르키메데스 힘 Fa=ρ w ∙g∙Vt
    6. 에 대한 운동 방정식 등속 가속 운동

    X=X0 + υ 0∙t+(a∙t 2)/2 S=( υ 2 -υ 0 2) /2a S=( υ +υ 0) ∙t /2

    1. 균일하게 가속된 운동에 대한 속도 방정식 υ =υ 0 +a∙t
    2. 가속 a=( υ -υ 0)/t
    3. 순환 속도 υ =2πR/T
    4. 구심 가속도 a= υ 2/R
    5. 주기와 주파수의 관계 ν=1/T=ω/2π
    6. 뉴턴의 II 법칙 F=ma
    7. 훅의 법칙 Fy=-kx
    8. 만유인력의 법칙 F=G∙M∙m/R 2
    9. 가속도로 움직이는 물체의 무게 a P \u003d m (g + a)
    10. 가속도로 움직이는 신체의 무게 a ↓ P \u003d m (g-a)
    11. 마찰력 Ffr=µN
    12. 신체 운동량 p=m υ
    13. 힘 임펄스 Ft=∆p
    14. 모멘트 M=F∙ℓ
    15. 지면 위로 올라간 물체의 퍼텐셜 에너지 Ep=mgh
    16. 탄성 변형체의 위치 에너지 Ep=kx 2 /2
    17. 신체의 운동 에너지 Ek=m υ 2 /2
    18. 일 A=F∙S∙cosα
    19. 거듭제곱 N=A/t=F∙ υ
    20. 효율 η=Ap/Az
    21. 수학 진자의 진동 주기 T=2π√ℓ/g
    22. 스프링 진자의 진동 주기 T=2 π √m/k
    23. 고조파 진동 방정식 Х=Хmax∙cos ωt
    24. 파장, 속도 및 주기의 관계 λ= υ 티

    분자물리학과 열역학

    1. 물질량 ν=N/Na
    2. 몰 질량 M=m/ν
    3. 수요일 혈연. 단원자 가스 분자의 에너지 Ek=3/2∙kT
    4. MKT의 기본 방정식 P=nkT=1/3nm 0 υ 2
    5. 게이뤼삭 법칙(등압 과정) V/T =const
    6. 샤를의 법칙(isochoric process) P/T =const
    7. 상대습도 φ=P/P 0 ∙100%
    8. 국제 이상적인 에너지. 단원자 기체 U=3/2∙M/µ∙RT
    9. 가스 작업 A=P∙ΔV
    10. 보일의 법칙 - 마리오트(등온 과정) PV=const
    11. 가열 중 열량 Q \u003d Cm (T 2 -T 1)
    12. 녹는 동안의 열량 Q=λm
    13. 기화 동안의 열량 Q=Lm
    14. 연료 연소 중 열량 Q=qm
    15. 이상기체의 상태방정식은 PV=m/M∙RT
    16. 열역학 제1법칙 ΔU=A+Q
    17. 열기관의 효율 η= (Q 1 - Q 2) / Q 1
    18. 이상적인 효율성. 엔진 (카르노 사이클) η \u003d (T 1 - T 2) / T 1

    정전기 및 전기 역학 - 물리학 공식

    1. 쿨롱의 법칙 F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
    2. 전계 강도 E=F/q
    3. 이메일 긴장. 포인트 전하의 필드 E=k∙q/R 2
    4. 표면 전하 밀도 σ = q/S
    5. 이메일 긴장. 무한 평면의 필드 E=2πkσ
    6. 유전율 ε=E0/E
    7. 상호 작용의 잠재적 에너지. 요금 W= k∙q 1 q 2 /R
    8. 전위 φ=W/q
    9. 포인트 전하 전위 φ=k∙q/R
    10. 전압 U=A/q
    11. 균일한 전기장의 경우 U=E∙d
    12. 전기용량 C=q/U
    13. 플랫 커패시터의 커패시턴스 C=S∙ ε ∙ε 0/일
    14. 충전된 커패시터의 에너지 W=qU/2=q²/2С=CU²/2
    15. 전류 I=q/t
    16. 도체 저항 R=ρ∙ℓ/S
    17. 회로 부분에 대한 옴의 법칙 I=U/R
    18. 최후의 법칙 화합물 I 1 \u003d I 2 \u003d I, U 1 + U 2 \u003d U, R 1 + R 2 \u003d R
    19. 병렬 법률. 연결 유 1 \u003d 유 2 \u003d 유, 나는 1 + 나는 2 \u003d 나는, 1 / R 1 + 1 / R 2 \u003d 1 / R
    20. 전류 전력 P=I∙U
    21. 줄-렌츠 법칙 Q=I 2 Rt
    22. 완전한 사슬에 대한 옴의 법칙 I=ε/(R+r)
    23. 단락 전류(R=0) I=ε/r
    24. 자기유도 벡터 B=Fmax/ℓ∙I
    25. 암페어 힘 Fa=IBℓsin α
    26. 로렌츠 힘 Fл=Bqυsin α
    27. 자속 Ф=BSсos α Ф=LI
    28. 전자기 유도의 법칙 Ei=ΔФ/Δt
    29. 움직이는 도체의 유도 EMF Ei=Вℓ υ sinα
    30. 자기 유도의 EMF Esi=-L∙ΔI/Δt
    31. 에너지 자기장코일 Wm=LI 2 /2
    32. 진동 주기 카운트. 등고선 T=2π ∙√LC
    33. 유도 리액턴스 X L =ωL=2πLν
    34. 정전 용량 Xc=1/ωC
    35. 현재 Id \u003d Imax / √2의 현재 값,
    36. RMS 전압 Ud=Umax/√2
    37. 임피던스 Z=√(Xc-X L) 2 +R 2

    광학

    1. 빛의 굴절 법칙 n 21 \u003d n 2 / n 1 \u003d υ 1 / υ 2
    2. 굴절률 n 21 = sin α/sin γ
    3. 얇은 렌즈 공식 1/F=1/d + 1/f
    4. 렌즈의 광배율 D=1/F
    5. 최대 간섭: Δd=kλ,
    6. 최소 간섭: Δd=(2k+1)λ/2
    7. 미분 격자 d∙sin φ=k λ

    양자 물리학

    1. 광전 효과에 대한 아인슈타인의 공식 hν=Aout+Ek, Ek=U ze
    2. 광전 효과의 빨간색 테두리 ν to = Aout/h
    3. 광자 운동량 P=mc=h/ λ=E/s

    원자핵의 물리학

    정의 1

    정전기학은 특정 시스템에서 정지해 있는 전하를 띤 물체를 연구하고 설명하는 전기역학의 광범위한 분야입니다.

    실제로 정전하에는 양전하(실크 위의 유리)와 음전하(양모 위의 에보나이트)의 두 가지 유형이 있습니다. 기본 요금은 최소 요금($e = 1.6 ∙10^( -19)$ C)입니다. 모든 신체의 전하는 기본 전하의 전체 수의 배수입니다: $q = Ne$.

    물질적 신체의 전기화는 신체 사이의 전하 재분배입니다. 전기화 방법: 접촉, 마찰 및 영향.

    전기 양전하 보존 법칙 - 닫힌 개념에서 모든 기본 입자 전하의 대수 합은 안정적이고 변하지 않습니다. $q_1 + q_2 + q_3 + …..+ q_n = const$. 이 경우 시험 전하는 양전하입니다.

    쿨롱의 법칙

    이 법은 1785년에 실험적으로 제정되었습니다. 이 이론에 따르면 매체에 정지해 있는 두 점 전하의 상호 작용력은 항상 양성 모듈의 곱에 정비례하고 모듈 사이의 총 거리의 제곱에 반비례합니다.

    전기장은 안정한 전하 사이에서 상호 작용하는 독특한 종류의 물질로 전하 주위에 형성되며 전하에만 영향을 미칩니다.

    이러한 고정 소수점 요소의 프로세스는 완전히 뉴턴의 제3법칙을 따르며 입자가 서로 동일한 인력으로 서로 반발한 결과로 간주됩니다. 정전기에서 안정적인 전하의 관계를 쿨롱 상호작용이라고 합니다.

    쿨롱의 법칙은 전하를 띤 물질체, 균일하게 전하를 띤 공 및 구체에 대해 상당히 공정하고 정확합니다. 이 경우 거리는 주로 공간 중심의 매개 변수로 사용됩니다. 실제로 이 법칙은 대전된 물체의 크기가 그들 사이의 거리보다 훨씬 작은 경우에 잘 그리고 신속하게 충족됩니다.

    비고 1

    도체와 유전체도 전기장에서 작용합니다.

    전자는 전자기 전하의 자유 운반체를 포함하는 물질을 나타냅니다. 도체 내부에서 전자의 자유로운 이동이 발생할 수 있습니다. 이러한 요소에는 용액, 금속 및 다양한 전해질 용융물, 이상 기체 및 플라즈마가 포함됩니다.

    유전체는 전하의 자유 운반체가 있을 수 없는 물질입니다. 유전체 자체 내에서 전자의 자유로운 이동은 전류가 흐르지 않기 때문에 불가능합니다. 유전체 단위와 같지 않은 투과성을 갖는 것은 이러한 물리적 입자입니다.

    필드 라인 및 정전기

    전기장의 초기 강도의 힘선은 연속적인 선이며, 각 매체에서 통과하는 접선점은 장력축과 완전히 일치합니다.

    힘의 선의 주요 특징:

    • 교차하지 마십시오.
    • 닫히지 않음;
    • 안정적인;
    • 끝 방향은 벡터의 방향과 동일합니다.
    • $+ q$ 또는 무한대에서 시작하여 $– q$에서 끝납니다.
    • 요금 근처에 형성됩니다 (장력이 더 많은 곳).
    • 주 도체의 표면에 수직.

    정의 2

    전위차 또는 전압(Ф 또는 $U$)은 양전하 궤적의 시작점과 끝점에서 전위의 크기입니다. 경로를 따라 전위 변화가 적을수록 결과적으로 전계 강도가 낮아집니다.

    전계 강도는 항상 초기 전위가 감소하는 방향으로 향합니다.

    그림 2. 전하 시스템의 위치 에너지. Author24 - 온라인 학생 논문 교환

    전기 용량은 도체가 자체 표면에 필요한 전하를 축적하는 능력을 특징으로 합니다.

    이 매개 변수는 전하에 의존하지 않지만 도체의 기하학적 치수, 모양, 위치 및 요소 사이의 매체 특성에 영향을 받을 수 있습니다.

    커패시터는 전하를 빠르게 축적하여 회로로 전송하는 데 도움이 되는 범용 전기 장치입니다.

    전기장과 그 강도

    과학자들의 현대적인 생각에 따르면 전기적 안정 전하는 서로 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 각 청구 육체정전기학에서 환경에 전기장을 생성합니다. 이 프로세스는 다른 하전 물질에 강력한 영향을 미칩니다. 전기장의 주요 속성은 특정 힘으로 포인트 전하에 작용하는 것입니다. 따라서 양전하 입자의 상호 작용은 하전 요소를 둘러싼 필드를 통해 수행됩니다.

    이 현상은 연구 전하의 상당한 재분배를 도입하지 않는 작은 전하인 소위 테스트 전하를 통해 조사할 수 있습니다. 필드의 정량적 감지를 위해 전기장 강도라는 힘 기능이 도입되었습니다.

    강도는 물리적 표시기라고 하며, 필드의 주어진 지점에 배치된 시험 전하에 필드가 작용하는 힘과 전하 자체의 크기의 비율과 같습니다.

    전계 강도는 벡터 물리량입니다. 이 경우 벡터의 방향은 주변 공간의 각 물질 점에서 양전하에 작용하는 힘의 방향과 일치합니다. 시간에 따라 변하지 않고 정지해 있는 요소의 전기장은 정전기로 간주됩니다.

    전기장을 이해하기 위해 각 시스템의 장력 주축의 방향이 점에 대한 접선 방향과 일치하도록 그려진 힘의 선이 사용됩니다.

    정전기의 전위차

    정전기장은 한 가지 중요한 속성을 포함합니다. 필드의 한 지점에서 다른 지점으로 포인트 전하를 이동할 때 모든 움직이는 입자의 힘은 궤적의 방향에 의존하지 않고 초기 및 최종 라인의 위치와 전하 매개변수에 의해서만 결정됩니다.

    전하 이동 형태로부터 작업이 독립된 결과는 다음과 같습니다. 닫힌 궤적을 따라 전하가 변환되는 동안 정전기장의 기능은 항상 0입니다.

    그림 4. 정전기장의 잠재력. Author24 - 온라인 학생 논문 교환

    정전기장의 전위 특성은 전하의 전위 및 내부 에너지 개념을 소개하는 데 도움이 됩니다. 그리고이 전하의 크기에 대한 필드의 위치 에너지 비율과 같은 물리적 매개 변수를 전기장의 일정한 전위라고합니다.

    정전기학의 많은 복잡한 문제에서 위치 에너지의 크기와 전위 자체가 사라지는 기준 물질 지점 너머의 전위를 결정할 때 무한히 먼 지점을 사용하는 것이 편리합니다. 이 경우 전위의 의미는 다음과 같이 정의됩니다. 공간의 모든 지점에서 전기장의 전위는 양의 단위 전하가 주어진 시스템에서 무한대로 제거될 때 내부 힘이 수행하는 작업과 같습니다.