Поток вектора напряженности электрического поля

Поток напряженности электрического поля

Поток вектора напряженности электрического поля через площадку пропорционален числу силовых линий, пересекающих ее поверхность.

Рассмотрим более общий случай, когда электрическое поле Е неоднородно, а поверхность не плоская (рис. 23.2).Разобьем эту поверхность на п элементов, площади которых обозначим ΔА₁, ΔА₂, ... , ΔА_n. Разбиение должно быть таким, чтобы можно было считать каждый элемент ΔA_i плоским и электрическое поле в пределах элемента однородным. Тогда поток напряженности через всю поверхность будет суммой

где E _i- напряженность поля, отвечающая элементу ΔA_i. В пределе ΔA_i -> 0 сумма переходит в интеграл по всей поверхности, и равенство становится точным:

Ф_E = ∫Е · dА

http://tel-spb.ru/statika/potok.php

Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду. 

Синхронные генераторы

Генератор – механизм, преобразующий механическую энергию вращения в электрическую.

В синхронном генераторе частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора. Частота вырабатываемого переменного тока определяется частотой вращения ротора и числом пар полюсов из расчёта:

f = pn  

Здесь:

p - число пар полюсов ротора,

n - частота вращения ротора об/сек.

Например, для генератора с одной парой полюсов и частотой вращения 50 об/сек (3000 об/мин), частота тока будет равна 50 Гц.

http://tel-spb.ru/dizel_generator/sinc_g.php

 В бытовых электростанция чаще всего применяют ротор с двумя полюсами. Именно этим объясняется частота вращения двигателя электростанции – 3000 об/мин.

В синхронном генераторе ротор выполнен в виде постоянного магнита или электромагнита.

При помощи внешнего двигателя ротор вращается и магнитное поле вращается вместе с ним, поэтому скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля, отсюда название - синхронный генератор.

При вращении, магнитный поток полюсов пересекает обмотку статора и наводит в ней ЭДС по закону электромагнитной индукции: E = 4,44*f*w*kw*Ф, 

f – частота переменного тока, Гц; w – количество витков;

kw – обмоточный коэффициент;

Ф – магнитный поток.

Так как частота индуктированной ЭДС (напряжения, тока) синхронного генератора: 

f = p*n/60, где:
р – число пар полюсов и n – скорость вращения ротора, об/мин, произведём замену:

E = 4,44*(n*р/60)*w*kw*Ф

Условимся, что выражение 4,44*(р/60)*w*kw  есть некий конструктивный коффициент С,

C = 4.44*(р/60)*w*kw.

Тогда: Е = С*n*Ф.

Таким образом, индуктированная ЭДС Е пропорциональна магнитному потоку машины Ф и скорости вращения ротора n .

Электрический диполь

Диполь в электрическом поле 

Электрический диполь - это система из двух равных по величине зарядов противоположного знака, находящихся на определённом расстоянии друг от друга. 

Подробнее здесь: http://tel-spb.ru/statika/dipol.php

С электрическими диполями нам приходится встречаться весьма часто. Небольшое проводящее тело в электрическом поле можно приближенно рассматривать как диполь, так как на его концах возникают индукционные заряды, равные по модулю и
противоположные по знаку.

Для того чтобы повернуть диполь в электрическом поле на некоторый угол, нужно совершить определенную работу. Так как эта работа равна увеличению потенциальной энергии диполя, то можно найти выражение для энергии диполя в электрическом поле.
Примем за нуль энергию диполя, перпендикулярного к направлению поля. Тогда энергия диполя, момент которого составляет угол а с направлением поля, равна:

Если диполь находится в неоднородном поле и не параллелен полю, тогда на него действует пара сил, одна из которых стремится повернуть диполь параллельно полю, и сила, втягивающая диполь в область более сильного поля.

Электричество. С. Г. Калашников

Электрические заряды

Обзор материалов из книги - учебного пособия С. Г. Калашникова.

 http://horef.narod.ru/static.html

Книга написана на основе курса лекций, прочитанных автором в течение многих лет на физическом факультете МГУ.

Кратко:

Два заряженных тела могут либо отталкиваться, либо притягиваться друг к другу.
Несмотря на обилие различных веществ в природе, существуют только два вида электрических зарядов:  положительные и отрицательные.
Начало количественного изучения электрических явлений относится к концу XVIII века, когда Кулон (1985 г.) установил на опыте закон взаимодействия электрических зарядов.

Закон Кулона

Для заряженных тел произвольных размеров такой закон в общей форме дать нельзя, так как сила взаимодействия тел зависит от их формы и взаимного расположения.
Однако форма тел и их взаимная ориентировка перестают сказываться, если размеры тел весьма малы по сравнению с расстоянием между ними. Поэтому закон взаимодействия, имеющий общее значение, можно установить только для точечных зарядов.

 Под точечным зарядом в физике всегда понимают  заряженное тело, размеры которого весьма малы по сравнению с расстоянием от других зарядов. 




Между двумя электрическими зарядами действует сила. Как же она зависит от величины этих зарядов и других факторов?

  В результате своих опытов Кулон доказал, что сила взаимодействия двух точечных зарядов направлена вдоль линии, соединяющей оба заряда, и обратно-пропорциональна квадрату расстояния между зарядами:

F = 1/r².

Электрическое поле

Электрическое поле. Электрический заряд

Электрическое поле — один из двух компонентов электромагнитного поля, представляющий собой векторное (направленное) поле, существующее вокруг заряженных частиц, либо возникающий при изменении магнитного поля.  

Электрическое поле - http://tel-spb.ru/statika/electric_field.php

Мыслителям и учёным прошлого трудно было принять концепцию действия на расстоянии. 

Как может один заряд действовать на другой, если они не даже соприкасаются?

Однако, эти трудности можно преодолеть с помощью понятия поля, которое ввел английский ученый Майкл Фарадей . 

Силовые линии электрического поля.

-. Силовые линии указывают направление напряженности электрического поля

В любой точке напряженность поля направлена по касательной к силовой линии.

- Силовые линии проводятся так, чтобы напряженность электрического поля  была пропорциональна числу линий, проходящих через единичную площадку, перпендикулярную линиям.

- Силовые линии начинаются только на положительных зарядах и заканчиваются только на отрицательных зарядах.
Число линий, выходящих из заряда или входящих в него, пропорционально величине заряда.

Электрический заряд

Электрический заряд. Электричество.

Ещё в глубокой древности было известно, что янтарь, по-
тертый об овечью шерсть, приобретает способность притягивать легкие
предметы. Однако только в конце XVI века английский врач
Джильберт подробно исследовал это явление и нашел, что ана-
логичным свойством обладают многие другие вещества.
 Тела, способные, после натирания притягивать легкие предметы, он называл наэлектризованными .
 Теперь мы говорим, что на телах в таком состоянии имеются электрические заряды, а сами эти тела называем заряженными.
Подробнее об электрических зарядах можно почитать на страничке по ссылке ниже:
Электрический заряд.
Публикация составлена по материалам автора Д. Джанколи. "Физика в двух томах" 1984 г.

Начало количественного изучения электрических явлений относится к концу XVIII века, когда Кулон (1785 г.) установил на опыте закон взаимодействия электрических зарядов.

Единица измерения электрического заряда -  Кулон.

1 Кулон - это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока  1 Ампер за время 1 секунда.

Электрический ток

Электрический ток. Теория

Электрический ток - упорядоченное движение электрически заряженных частиц в электрическом поле.

Статью по теме можно посмотреть по ссылке ниже:

Электрический ток.

Рассмотрен электрический ток, как перемещение зарядов (свободных электронов) в металлах, ионов в жидкостях, газах. 

Электрический ток в полупроводниках:

- перемещение отрицательных зарядов - свободных электронов,

 - перемещение  положительных зарядов - дырок, как вакантных мест  при отсутствии электрона в атоме.