Processing math: 66%

2019. augusztus 24., szombat

10. Témazáró dolgozat (Elektrosztatika)


A. DÖRZSELEKTROMOSSÁG

A töltés az elektromos tulajdonság mértéke. Jele: Q, q.

A valóságban előforduló legkisebb töltés az elektron töltése, amelyet elemi töltésnek nevezünk:
e=-1,610-19C

Ahogy kétféle elektromos állapot, úgy kétféle elektromos töltés létezik. Az azonos fajtájú töltések taszítják, az ellentétesek vonzzák egymást.

B. COULOMB-TÖRVÉNY

Coulomb törvénye:
Két pontszerű elektromos töltés között ható erő nagysága egyenesen arányos a töltések szorzatával, és fordítva arányos távolságuk négyzetével. Az erő vektora a két töltést összekötő egyenesben fekszik.
F=kQ1Q2r2

C. ELEKTROSZTATIKUS MEZŐ

Az elektromos mező a töltéssel rendelkező testnek olyan környezete, ahol az elektromos kölcsönhatás érvényesül.

Az elektromos erővonalak olyan görbék, amelyek érintői a görbék egyes pontjaiban a térerősségvektor hatásvonalával azonosak. Az erővonalak sűrűsége jellemzi a mező erősségét az adott tartományban.

A térerősség a mezőbe helyezett pontszerű pozitívan töltött testre hat F erőnek és a test q töltésének a hányadosa:
E=Fq
A térerősség iránya megegyezik az adott pontba helyezett pozitív töltésre ható erő irányával.

D. FESZÜLTSÉG

 Az elektrosztatikai mező két pont között végzett munkáját a kezdő és a véghelyzet egyértelműen meghatározza, a munka nem függ a pálya alakjától. Azaz az elektrosztatikai mező konzervatív.

A mező A kezdő- és B végpontja közötti WAB munkájának és a mozgatott Q töltésnek a hányadosa állandó. Ez az állandó a mező AB pontjára jellemző mennyiség. Neve: a mező A pontjának a B ponthoz viszonyított feszültsége.
UAB=WABQ


A mező A pontjának egy rögzített O ponthoz képest viszonyított UOA feszültségét a mező A pontbeli potenciáljának nevezzük.

Homogén mező ekvipotenciális felületei az erővonalakra merőleges, egymással párhuzamos síkok.

E. ALAPJELENSÉGEK

A vezetőre vitt többlettöltés a vezető külső, domború felületén helyezkedik el. A térerősség a vezető belsejében zérus, a vezető külső felületén pedig a felületre merőleges.

A külső elektromos mező olyan töltésátrendeződést eredményez, aminek hatására:
  • a fém belsejében a térerősség nulla;
  • a potenciál a fém egész térfogatában és felületén állandó;
  • a vezetőből kilépő és oda befutó elektromos erővonalak merőlegesek a felületre. 

F. KONDENZÁTOROK

A kondenzátorra vitt töltés és a lemezek közötti feszültség hányadosa a kondenzátorra jellemző fizikai mennyiség: a kapacitás.
Jele: C.
C=QU

A kondenzátor kapacitása a lemezek felületével egyenesen, a távolságával fordítottan arányos:
C~Ad
C=ε

Az U feszültségű, Q töltéssel rendelkező, C kapacitású kondenzátor energiája:
W = 1/2*Q*U
W = 1/2*C*U^2
W = 1/2*Q^2/C