Электрическая емкость. конденсаторы

·  А=FS.

·  Из этого выражения следует, что сила

· 

·  Подставив это выражение в формулу , получим, что напряженность электрического поля .

·  Так как   = вольт, то напряженность электрического поля

·  (в/м)

·  Пример.  Вычислим  напряженность  двух  различных  электрических  полей, действующих на заряд q=0,004 к с силой F1=0,08 н  и F2=0,012 н.

·     Напряженность первого поля

· 

·  Напряженность второго поля

· 

·  Не следует путать понятия «напряженность электрического поля» и «напряжение».

·  Напряженность электрического поля характеризует поле в ка­кой-либо одной точке посредством силы, действующей на единич­ный заряд, внесенный в эту точку, а напряжение — это разность потенциалов  между  двумя  точками  электрического  поля,  т. е.

·  заряда из одной точки в другую. 

·  Примером практического использования свойств электрического поля и взаимодействия электрических зарядов может служить окрашивание промышленных изделий в электрическом поле.

·  Известно, что для защиты ме­таллических изделий от коррозии наряду с другими способами в промышленности применяют ок­рашивание готовой продукции.

·  За последнее время широкое распространение получило окра­шивание изделий в электрическом поле (рис. 5). Отрицательный по­люс источника электрической энергии высокого напряжения (100—150 кв) соединяют с элек­тродами 1, вокруг которых возни­кает электрическое поле.

·  Между электродами в электрическом поле перемещаются на конвейере изделия 2. Направление их перемещения показано стрелкой. Конвейер и изделия, укрепленные на нем, имеют положи­тельную полярность.

·  Навстречу перемещаемым изделиям из бака 4 с красителем че­рез распылитель 3 поступает под определенным углом распыленная краска. Частицы краски электризуются в электрическом поле отри­цательным зарядом, под действием сил поля притягиваются к окра­шиваемому изделию, имеющему положительный потенциал, и плот­но покрывают его равномерным слоем.

·  После окраски изделия поступают в сушильное устройство.

·  При окрашивании изделий в электрическом поле подается под небольшим давлением сжатый воздух, который распыляет краси­тель. Направление распыления частиц краски на поверхность окра­шиваемого изделия осуществляется под воздействием электриче­ского поля.

·  Окрашивание изделий в электрическом поле по сравнению с обычным методом покраски позволяет значительно повысить про­изводительность окрашивания изделий, экономить красящие ма­териалы на 40—50%, наносить слой краски необходимой толщины. При этом достигается полная автоматизация процесса и исключа­ется необходимость пребывания рабочего в зоне опыления изде­лия краской, что резко улучшает условия труда.

·  § 7. ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТОКЕ

· 

·  В металлах вокруг ядра каждого атома электроны, движущиеся по внешним, орбитам, слабо связаны с ядром. Часть этих электро­нов, оторвавшихся от своих ядер, находится в беспорядочном движении. Такие электроны принято называть свободными.

·  Действием сил электрического поля можно упорядочить переме­щение свободных электронов.

·  Движение (дрейф) свободных электронов в определенном на­правлении называется электрическим током[6]. Г Сила тока определяется количеством электричества, проходяще­го через поперечное сечение проводника в секунду. Сила электри­ческого тока измеряется в амперах. Один ампер — это сила тока, при которой через поперечное сечение проводника в секунду прохо­дит один кулон электричества, т. е. 6,3 • 1018 электронов.

· 

·  Пример.  За  время  t=300  сек  по  проводнику прошло  30 к  электричества. Определить силу тока в этом проводнике.

·  Решение. Сила тока   a. Для измерения малой силы тока применяют единицы: миллиампер (ма) и микроампер (мка).

·  1 а=1000 ма, 1 а=1000000 мка.

·  Сила тока измеряется приборами: амперметром, миллиампер­метром и микроамперметром.

·  Условно принято считать, что электрический ток в металлах те­чет в направлении, противоположном перемещению свободных электронов.

· 

·  [6] Такое определение электрического тока справедливо только для твердых (металлических) проводников

·  § 8. ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ

· 

·  Перемещение электронов в определенном направлении и возник­новение электрического тока возможно не во всех материалах. Так, если соединить палочкой из резины, фарфора или стекла два элек­троскопа, заряженных разноименными электрическими зарядами, то заряды на шарах электроскопов сохраняются и листочки элек­троскопов не опустятся. Это объясняется тем, что в таких материа­лах, как, например, фарфор, резина, мрамор, слюда, свободных электронов практически нет, а все имеющиеся электроны прочно связаны с ядром. Поэтому электрические поля зарядов не могут вызвать перемещения электронов в определенном направлении и по таким материалам электрический ток не проходит. Эти материа­лы называются непроводниками — диэлектриками.

·  К диэлектрикам относятся воздух, газы, а также слюда, мрамор, пластмасса, лаки и эмали, электрофарфор, лакоткани, стекловолок­но и многие другие материалы.

·  Если же эти заряженные электроскопы соединить металлической проволокой, то заряды на шарах электроскопов исчезнут и их ли­сточки опустятся. Это связано с тем, что в металлах много свобод­ных электронов и под действием сил электрического поля происхо­дит перемещение электрических зарядов с шара, имеющего избы­ток электронов («—»), к шару с недостатком электронов (« + »), и по металлу будет протекать электрический ток.

·  Материалы, проводящие электрический ток, называются проводниками. К ним относятся металлы, растворы солей, кислот и ще­лочей, уголь, графит и др.

·  § 9. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ

· 

·  Электрическая емкость проводника или устройства, состоящего из двух проводников, разделенных диэлектриком, характеризует их способность накапливать электрические заряды.

·  В технике широко применяют конденсаторы — устройства, кото­рые при сравнительно малых размерах способны накапливать зна­чительные электрические заряды. Они используются в энергетиче­ских установках, в устройствах электроники, автоматики и др.

·  Плоский конденсатор в простейшем виде состоит из двух метал­лических пластин-обкладок, разделенных диэлектриком, например воздухом, слюдой, парафинированной бумагой и др.

·  В зависимости от вида диэлектрика конденсатор называют бу­мажным, слюдяным, воздушным и т. д.

·  Электрическая емкость конденсатора определяется отношением величины заряда на его пластинах к напряжению между ними. Сле­довательно, электрическая емкость

· 

·  Электрическая емкость измеряется в фарадах. Емкость конден­сатора равна одной фараде, если увеличение его заряда на один кулон электричества вызывает повышение напряжения между его об­кладками на один вольт.