Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm1."— Zapis prezentacji:

1 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm1 Elektryczność i magnetyzm Ładunki elektryczne ściśle związane z atomową budową materii – protony - +, elektrony - - Zetknięcie dwóch ciał o różnych energiach wiązania elektronów – elektrony dyfundują do obszarów o większej energii wiązania Elektryzowanie ciała – rozdzielanie ładunków a nie ich wytwarzanie Zasada zachowania ładunku – całkowity ładunek elektryczny układu izolowanego (nie wymieniającego ładunku z otoczeniem) jest stały Jednostka ładunku – 1 C – ładunek przenoszony przez prąd o natężeniu 1 A w czasie 1 s, 1C=1A*s

2 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm2 Elektryczność Ładunek elementarny: e=1.603* C. Ładunek dowolnego ciała – całkowita wielokrotność ładunku elementarnego. Prawo Coulomba: dwa punktowe ładunki q 1 i q 2 pozostające w odleg- łości r działają na siebie siłą:  – przenikalność elektryczna (stała dielektryczna),  r – względna przenikalność elektryczna ośrodka Ośrodek rr Próżnia1 Powietrze1,0006 Parafina2,0 Nafta2,0 Olej transformatorowy2,2 Szkło5-10 woda81 Natężenie pola elektrycznego – stosunek siły F działającej na dodatni ładunek próbny q o do wartości tego ładunku: E=F/q o [N/C→V/m]

3 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm3 Linie sił pola – wektor E jest do nich styczny w każdym punkcie Dipol elektryczny – układ dwóch równych ładunków o przeciwnych znakach w niewielkiej odległości od siebie. Elektryczny moment dipolowy:

4 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm4 Strumień indukcji. Prawo Gaussa Indukcja elektryczna – wektor na ogół równoległy do E Strumień indukcji –  D, zorientowany element powierzchni – dS, elementarny strumień indukcji - d  D Prawo Gaussa: Strumień indukcji  D przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy całkowitemu ładunkowi zawartemu wewnątrz tej powierzchni

5 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Praca sił pola elektrycznego 7. Elektryczność i magnetyzm5 Pole elektrostatyczne – stałe w czasie – pole potencjalne (siły siłami zachowawczymi) Napięcie elektryczne: U AB =W AB /q o jest to stosunek pracy wykonanej przy przesunięciu ładunku z punktu A do B do wielkości tego ładunku Potencjał – napięcie miedzy punktem A i punktem nieskończenie odległym: V A =W A∞ /q o. Napięcie między dwoma punktami pola elektrycznego równa jest różnicy potencjałów tych punktów.

6 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm6 Energia potencjalna ładunków w polu Ładunek w polu ma energię potencjalną równa pracy przesunięcia tego ładunku z danego punktu do nieskończoności: Potencjał pola elektrycznego – stosunek energii potencjalnej ładunku umieszczonego w tym punkcie do wartości ładunku Pole elektryczne można przedstawić za pomocą powierzchni ekwipotencjalnych, dla których w każdym ich punkcie potencjał ma tą samą wartość. Linie pola są prostopadłe do powierzchni ekwipotencjalnych Pojemność elektryczna – stosunek ładunku kondensatora do napięcia miedzy okładkami jednostka 1F=1C/V

7 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Łączenie kondensatorów 7. Elektryczność i magnetyzm7 Prąd elektryczny Prąd - uporządkowany ruch ładunków. Nośniki: elektrony, jony dodatnie i ujemne, elektrony i dziury w półprzewodnikach. Kierunek prądu – kierunek ruchu ładunków dodatnich. Natężenie prądu – stosunek ładunku Q przepływającego przez dany przekrój do czasu przepływu, t, tego ładunku. I=Q/t. Natężenie chwilowe I=dQ/dt, Gęstość prądu j=dI/dS.

8 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm8 Opór elektryczny. Prawo Ohma. Przepływ prądu – działanie pola elektrycznego na nośniki ładunku wewnątrz przewodnika. Opór elektryczny- R=U/I Jednostka – , 1  =1V/A; I=U/R Prawo Ohma: Stosunek napięcia między dwoma punktami przewodnika do natężenia przepływającego przez niego prądu jest wielkością stałą, nie zależącą ani od napięcia ani od natężenia prądu  – temperaturowy współczynnik oporu. Elementy, które nie spełniają prawa Ohma: diody, tranzystory, ty- rystory, termistory. Prawo Ohma ma zastosowanie do wszystkich ciał jednorodnych i izotropowych przy niewielkich napięciach i natężeniach prądu.

9 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm9 Opór właściwy. Przewodnictwo właściwe  – opór właściwy, jednostka [  *m],  – przewodność właściwa Materiał Opór wł. [  *m] Materiał Opór wł. [  *m] Srebro1.5* % roz. wodny CuSO 4 5.3*10 -1 Miedź1.6*10 -8 Alkohol etylowy3.0*10 3 Wolfram4.9*10 -8 Woda destylowana5.0*10 3 Glin2.6*10 -8 Cement4.5*10 5 Węgiel3.5*10 -5 Guma3.0*10 10 gal5.3*10 -7 Szkło2.0*10 11 Krzem3.8*10 -7 Mika2.0*10 15 arsen3.5*10 -7 Kwarc topiony5.0*10 16 Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego. Źródło prądu charakteryzują: siła elektromotoryczna E (napięcie na zaciskach źródła prądu) i opór wewnętrzny, R w. U z = E -IR w.

10 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm10 SEM Siłą elektromotoryczną (SEM) źródła prądu nazywamy napięcie na zaciskach obwodu otwartego. Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego. Łączenie oporów: Praca i moc prądu. Ciepło Joula.

11 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm11 Prawa Kirchhoffa dla obwodów (*) Pierwsze prawo Kirchhoffa: w dowolnym węźle obwodu suma algebraiczna natężeń prądów wpływających i wypływających równa się zeru – konsekwencja zasady zachowania ładunku. Drugie prawo Kirchhoffa: W dowolnym oczku obwodu suma algebra- iczna wszystkich sił elektromotorycznych i spadków napięć jest równa zeru – praca sił elektrycznych na drodze zamkniętej jest równa zeru. (**)

12 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm 12 Pole magnetyczne Wektor indukcji magnetycznej. Siła Lorentza. W pobliżu przewodnika z prądem Działanie pola na przewodnik z prądem W przestrzeni istnieje pole magnetyczne o indukcji B, jeżeli na ładunek próbny q o poruszający się w tej przestrzeni z prędkością v działa siła F. Działa ona tylko na ładunki w ruchu. Jednostka indukcji 1T=1 N*s/(C*m)=N/A*m

13 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm13 Działanie pola na obwód z prądem S – zorientowany wektor powierzchni – reguła śruby prawoskrętnej  – dipolowy moment magnetyczny obwodu Obwód z prądem – dipol magnetyczny. Działanie pola na przewodnik z prądem

14 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm14 Pole magnetyczne przewodnika z prądem – linie pola magnetycznego - wektor B do nich styczny, gęstość linii pola ~|B| Materiał Względna pzrenikalność magnetyczna  r Próżnia1 Powietrze1, Glin1, woda0, Miedź0, Stal (0.03%C)~2000 Stal (0.99%C)~300 Wektor natężenia pola mgt., prawo Ampera Cyrkulacja wektora H wzdłuż linii pola magnetycznego równa jest natężeniu prądu w przewodniku

15 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm15 Natężenie pola mgt. wewnątrz solenoidu Prawo Biota-Savarta Prawo Gaussa: Pole magnetyczne Strumień indukcji magnetycznej przez dowolną powierzchnię zamkniętą równy jest zero

16 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm16 Oddziaływanie przewodników z prądem Dwa przewodniki, w których płyną prądy zgodnie skierowane przycią- gają się wzajemnie. Przewodniki się odpychają, jeśli prądy płyną w nich w przeciwnych kierunkach Indukcja elektromagnetyczna. Prawo Faradaya. Powstawanie prądów elektrycznych wskutek zmian pola magnetycznego Indukowana w obwodzie SEM indukcji E ind równa jest co do wartości bezwzględnej i przeciwna co do znaku prędkości zmiany strumienia magnetycznego przenikającego przez powierzchnię ograniczoną tym obwodem. 1 Wb=1T*m 2, [E ind ]=1V

17 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm17 Reguła Lenza Prąd indukowany w obwodzie ma taki kierunek, że wytwarzane przez ten prąd własne pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia magnetycznego, która go wywołuje. Indukcja wzajemna i własna Fale elektromagnetyczne Drgania w obwodzie LC

18 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm18 Drgania wymuszone i rezonans Wirowe pole elektryczne – zmienne pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne. Cyrkulacja wektora pola elektrycznego po dowolnym konturze jest równa co do wartości bezwzględnej i przeciwna co do znaku szybkości zmiany strumienia magnetycznego przechodzącego przez ten kontur. Uogólnione prawo indukcji Faradaya. Równania Maxwella – równanie indukcji Faradaya, uogólnione prawo Ampera, prawo Gaussa dla pola elektrycznego i prawo Gaussa dla pola magnetycznego.

19 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm19 Emisja fal elektromagnetycznych Ciąg wzajemnie sprzężonych pól elektrycz- nych i magnetycznych – oscylujący dipol elektryczny – fala stojąca. Rozkład natężenia fali emitowanej przez dipol Fala stojąca w dipolu – spolaryzowa- na. Wektor E || osi dipola, wektor B prostopadły.

20 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm20 Prędkość fal elektromagnetycznych - poprzecznych Fale elektromagnetyczne mogą rozchodzić się w próżni.


Pobierz ppt "___________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Elektryczność i magnetyzm1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google