Справочник по электротехнике

1.1 Электрическое поле. Закон Кулона.

Электроны – мельчайшие отрицательно заряженные частицы, которые с огромной скоростью вращаются вокруг ядра по замкнутым орбитам.

Электрический заряд – физическая величина, характеризующая способность тела вступать в электромагнитные взаимодействия

Тело называют электрически заряженным, если в нем преобладают положительные или отрицательные заряды.

Закон сохранения заряда: в изолированной системе тел алгебраическая сумма электрических зарядов постоянна.

Электрический заряд не возникает и не исчезает, лишь перераспределяется между телами системы.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел прямо пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды.

F=Q_1*Q₂/пR²*ε_а

где Q₁ и Q₂ – заряды точечных тел, Кл;

R – расстояние между их центрами, м;

ε_а – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды.

Электрическая постоянная – это абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (ε₀).

ε₀=8,885/10^-12 Ф/м.

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества ε_r – это величина, показывающая, во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницаемость этого вещества ε_а больше электрической постоянной ε₀.

 ε_r=ε_а /ε₀

Относительная диэлектрическая проницаемость не имеет размерности, относительно мало зависит от электрических условий и температуры и считается постоянной.

Электрическое поле. Вокруг заряженного тела существует электрическое поле, посредством которого тело электрически взаимодействует с другим заряженным телом.

В случае одноименных зарядов F - сила отталкивания, в случае разноименных зарядов F - сила притяжения.

Сила F направлена по прямой, соединяющей заряды.

Напряженность электрического поля равна отношению силы F, действующей на неподвижное положительно заряженное пробное тело, помещенное в данную точку поля, к величине заряда q этого тела.

E=F/q, (E)=H/Кл=В/м.

Напряженность электрического поля – его силовая характеристика

Направление Е совпадает с направлением F в данной точке.

Электрический потенциал – физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда к величине самого заряда.

Отношение работы по перемещению заряда Q между двумя точками электрического поля к заряду называется напряжением между указанными точками.

Электрическим напряжением называется разность потенциалов двух точек электрического поля.

U = A/Q,

U_АБ = φ_А – φ_Б.

Напряжение между любыми двумя точками электрического поля численно равно работе, затраченной на перемещение единичного заряда из одной точки поля в другую.

1.2 Электрическая емкость. Конденсаторы.

Конденсатором называется устройство, состоящее из двух металлических пластин или проводников произвольной формы (обкладок), разделенных диэлектриком.

Если пластины конденсатора присоединить к источнику питания с постоянным напряжением U, то на них образуются равные по величине, но противоположнее по знаку электрические заряды + Q и - Q.

Емкостью конденсатора называется отношение заряда одной из обкладок  Q к приложенному напряжению U.

C=Q/U. (C)=Кл/В=Ф (фарада)

Емкость плоского конденсатора прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости диэлектрика, площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.

С=ε_rε₀S/d

Последовательное соединение конденсаторов.

При последовательном соединении конденсаторов на всех обкладках возникают одинаковые электрические заряды.

При последовательном соединении конденсаторов сумма напряжений равна приложенному к уепи напряжению.

При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная эквивалентной емкости, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов.

U= U₁ + U₂ + U₃;   

1/C=1/C₁+1/C₂+1/C₃

При соединении двух конденсаторов

С = С₁ С₂ / (С₁ + С₂).

Весь материал - в документе.