background image

1.

Zasada zachowania ładunku

Ładunek elektryczny jest niezniszczalny nigdy nie ginie  i nie może 
zostać stworzony z niczego. 
Całkowity ładunek układu odosobnionego to suma algebraiczna 
ładunków  dodatnich i ujemnych układu jest stały i nie ulega 
zmianie. 
Układ odosobniony to taki układ przez którego granice nie 
przenikają ładunki elektryczne.
2. 

Pole elektryczne ładunku punktowego I układ 

ładunków punktowych
a) Prawo Coulomba
 określa wartość siły elektrostatycznej 
działającej między dwoma ładunkami. Jeśli dwie naładowane 
cząsteczki (zwane ładunkami punktowymi) o ładunkach q1 i q2 
znajdują się w odległości r. to siła przyciągania lub odpychania 
między nimi ma wartość: 

F= k*[(q

1

*q

2

)/r

2

]

F- siła wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków, skierowana 
wzdłuż r [N]q

1

 i q

2

wartości ładunków elektrycznych [C] r- odległość 

między ładunkami [m]             k- współczynnik proporcjonalności 
b)c)                              Linie sił                                              są to 
linie, po których poruszałby się jednostkowy ładunek próbny 
umieszczony w tym polu. Umownie przyjęto, że linie pola kierujemy 
od (+) do (-), czyli od ładunku dodatniego do ujemnego. Dowolny 
punkt pola elektrostatycznego możemy scharakteryzować przez 
wielkość zwaną natężeniem pola elektrostatycznego. Jest ona 
wyrażona wzorem:

 E= F/q

                                               F- siła 

oddziałująca na ładunek q [N] q- wartość ładunku umieszczonego w 
danym punkcie pola [C]                             E i F są wielkościami 
wektorowymi posiadającymi wartość, zwrot i kierunek. 
Pole w danym punkcie charakteryzuje wielkość zwana potencjałem 
pola (V) i określa ona energię pola przypadającą na jednostkę 
ładunku: 

V= ε/q

                                           Wartość natężenia 

pola E wytwarzana przez ładunek punktowych q w odległości r 
wynosi:

E=1/(4pi ε0)*|q|/(r^2)=|q|/(4pi ε0r^2)

3. Ruch ładunku w jednorodnym polu 

x(t)=v*t      y(t)=h+-(qEt^2)/2m                           y=h+- 
((qE)/(2mv^2))*x^2                                   alpha=qE/
( 2mv^2)      y=alpha*x^2+-h                 4.

Prawo Gaussa 

dla elektryczności, to prawo wiążące pole elektryczne z jego 
źródłem czyli ładunkiem elektrycznym.
Pole elektryczne jest polem wektorowym, dlatego też można 
zdefiniować wielkość zwaną strumieniem natężenia pola: strumień 
natężenia pola elektrycznego przenikający przez dowolną  
powierzchnię zamkniętą w jednorodnym środowisku o  
bezwzględnej przenikalności dielektrycznej ε, jest równy  
stosunkowi całkowitego ładunku znajdującego się wewnątrz tej  
powierzchni do wartości tejże przenikalności
.

5. Zdefiniuj potencjał pola elektrostatycznego.

Praca pola elektrostatycznego

= -q delta(V)           

 

6.

Elektryczny moment dipolowy jest to wektorowa wielkość 

fizyczna charakteryzująca dipol elektryczny. Dipol jest układem 
dwóch ładunków o tych samych wartościach bezwzględnych, ale 
przeciwnych znakach. Elektryczny moment dipolowy p dwóch 
punktowych ładunków o jednakowych wartościach q i przeciwnych 
znakach jest równy iloczynowi odległości między nimi i wartości 
ładunku dodatniego    

 p=qd

gdzie wektor d ma kierunek prostej łączącej ładunki i zwrot od 
ładunku ujemnego do dodatniego.
7.Pojemnością elektryczną odosobnionego przewodnika 
nazywamy wielkość fizyczna C równą stosunkowi ładunku q 

background image

zgromadzonego na przewodniku do potencjału 

tego 

przewodnika.

Odosobniony przewodnik to ciało znajdujące się w tak dużej 
odległości od innych ciał, że wpływ ich pola elektrycznego jest 
pomijalny. Jednostką pojemności elektrycznej jest farad.
Pojemność wzajemna dwóch naładowanych przewodników, 
zawierających ładunki q i -q wynosi:

 

gdzie 

to potencjały tych przewodników.

Pojemność elektryczna kondensatora.
Zdolność gromadzenia przez ciało ładunku została nazwana 
pojemnością elektryczną danego ciała. Pojemnością elektryczną (C) 
danego ciała będziemy nazywali stosunek ładunku elektrycznego 
(Q) zgromadzonego na danym ciele do potencjału (U) jaki ten 
ładunek wytworzy.

C = Q/U

[C] = c/V = A

2

s

4

/kgm

2

 = F (farad)                        

Układ 

dwóch płytek równoległych, oddzielonych od siebię izolatorem 

będziemy nazywali kondensatorem płaskim.

Pojemnością elektryczną kondensatora płaskiego będziemy 

nazywali stosunek ładunku zgromadzonego na jednej z okładek 

kondensatora do napięcia pomiędzy tymi okładkami.

Pojemność kondensatora jest wprost proporcjonalna do powierzchni 

czynnej płytek. Natomiast odwrotnie proporcjonalna do odległości 

między tymi płytkami. Izolator znajdujący się między okładkami 

może zmieniać natężenie pola między nimi i tym samym 

powodować zmianę pojemności kondensatora. Korzystając z 

powyższych zależności możemy zapisać: 

C = E

o

E

r

s/d

E

o

 - przenikalność elektryczna próżni

E

r

 

- przenikalność elektryczna izolatora

- powierzchnia czynna płytek

- odległość między płytkami                                               

[C] = 

c

2

m/N m

2

 = c

2

/N m = A

2

s

4

/kg m

2

 = F (farad)    

8.Prąd 

elektryczny w metalach 

Wyprowadź wzór na prawo Ohma dla przewodnika 

U=El 

j= GE= G(U/L)                                                            I= jS= 

G(S/L)U= 1U/[P(L/S)]                                              Opór 

elektryczny R=P(L/S)                                         U=IR 

Prawo Ohma mówi, że natężenie prądu stałego I jest 

proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie 
zamkniętym lub do różnicy potencjałów (napięcia elektrycznego) 

między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły 

elektromotorycznej.Prawo Ohma określa opór elektryczny 

przewodnika:

Prawo to jest prawem doświadczalnym i jest dość dokładnie 
spełnione dla ustalonych warunków przepływu prądu, szczególnie 
temperatury przewodnika. Materiały, które się do niego stosują, 
nazywamy przewodnikami omowymi lub "przewodnikami liniowymi" 
- w odróżnieniu od przewodników nieliniowych, w których opór jest 
funkcją natężenia płynącego przez nie prądu. Prawo to także nie 
jest spełnione gdy zmieniają się parametry przewodnika, 
szczególnie temperatura. Ze wszystkich materiałów przewodzących 
prawo Ohma najdokładniej jest spełnione w przypadku metali.Dla 
przewodników nie spełniających prawa Ohma oprócz wyżej 
wymienionego prawa, zwanego tu prawem statycznym, określa się 
też dynamiczne (różniczkowe) prawo Ohma: 

I prawo Kirchhoffa odnosi się do sytuacji gdy prąd płynący w 
jakimś układzie ulega rozgałęzieniu, czyli gdy przewody z prądem 
łączą się w jakimś punkcie.Suma natężeń prądów wpływających do 
rozgałęzienia, równa jest sumie natężeń prądów wypływających z 
tego rozgałęzienia.

Σ Iwpływające = Σ Iwypływające

II prawo Kirchhoffa można sformułować na kilka sposobów. Oto 
jeden z nich:
W obwodzie zamkniętym suma spadków napięć na wszystkich 
odbiornikach prądu musi być równa sumie napięć na źródłach 
napięcia.


Document Outline