 |
|
Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм
Основные формулы
Электростатика
Закон Кулона
где F – сила взаимодействия точечных зарядов q1 и q2; r – расстояние между зарядами; ε – диэлектрическая проницаемость; ε0 – электрическая постоянная.
= 8,85*10-12 
Напряженность электрического поля E: 
потенциал ϕ: 
,
где Wр – потенциальная энергия точечного положительного заряда q, находящегося в данной точке поля (при условии, что потенциальная энергия заряда, удаленного в бесконечность, равна нулю).
Линейная плотность заряда
τ = q/ l .
Поверхностная плотность заряда
σ = q/ s.
Напряженность электростатического поля, создаваемого бесконечной
прямой равномерно заряженной нитью или бесконечно длинным цилиндром:
где r – расстояние от нити или от цилиндра до точки, в которой определяется
напряженность.
Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной
плоскостью:
Связь напряженности с потенциалом:
а) 
в случае однородного поля;
б) E = - 
в случае поля, обладающего центральной или осевой симметрией.
Работа сил поля по перемещению заряда q из точки с потенциалом φ1 в
точку с потенциалом φ2
A1−2 = q(φ1 − φ2).
Электроемкость
где ϕ – потенциал проводника (при условии, что в бесконечности потенциал
проводника принимается равным нулю); U – разность потенциалов пластин
конденсатора.
Электроемкость плоского конденсатора
где S – площадь пластины (одной) конденсатора, d – расстояние между пласти-
нами.
Электроемкость батареи конденсаторов:
а) 
при последовательном соединении;
б) 
+… 
+ С 
при параллельном соединении,
где n– число конденсаторов в батарее.
Энергия электрического поля заряженного конденсатора:
; 
; 
Объёмная плотность энергии электрического поля:
Постоянный электрический ток
Сила постоянного тока
где q – заряд (количество электричества), прошедший через поперечное сечение
проводника за время t.
Плотность электрического тока
где I – сила тока, S – площадь поперечного сечения проводника.
Сопротивление однородного проводника
где ρ – удельное электрическое сопротивление вещества проводника, l – его
длина, S – площадь поперечного сечения проводника.
Электрическая проводимость G проводника и удельная электрическая
проводимость вещества σ :
Зависимость удельного электрического сопротивления проводников от
температуры:
ρ = ρ0 (1+ αt) ,
где ρ и ρ0 – удельные сопротивления соответственно при t и 0°С; t – температу-
ра по шкале Цельсия; α – температурный коэффициент сопротивления.
Закон Ома для участка цепи:
Закон Ома для полной цепи:
ε– эдс источников тока, входящих в участок; U – напряжение на участке цепи; R – сопротивление внешней цепи , r - внутреннее сопротивление цепи.
Правила Кирхгофа.
Первое правило: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю.
Второе правило: в замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений на всех участках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил.
Работа, совершаемая электростатическим полем и сторонними силами в
участке цепи постоянного тока за время t,
А= І U 
Мощность тока
Закон Джоуля – Ленца
Q = I 2Rt ,
где Q – количество тепла, выделяющееся в цепи за время t. Закон Джоуля –
Ленца справедлив при условии, что участок цепи неподвижен и нем не совершаются химические превращения.