Ηλεκτρικό φορτίο- αυτό είναι φυσική ποσότηταπου χαρακτηρίζει την ικανότητα των σωματιδίων ή των σωμάτων να εισέρχονται σε ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις. Το ηλεκτρικό φορτίο συνήθως υποδηλώνεται με τα γράμματα qή Q. Στο σύστημα SI, το ηλεκτρικό φορτίο μετράται σε Coulomb (C). Μια δωρεάν χρέωση 1 C είναι ένα τεράστιο ποσό χρέωσης, που πρακτικά δεν βρίσκεται στη φύση. Κατά κανόνα, θα πρέπει να αντιμετωπίσετε μικροκουλόμπ (1 μC = 10 -6 C), νανοκουλόμπ (1 nC = 10 -9 C) και πικοκουλόμπ (1 pC = 10 -12 C). Το ηλεκτρικό φορτίο έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:
1. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι ένα είδος ύλης.
2. Το ηλεκτρικό φορτίο δεν εξαρτάται από την κίνηση του σωματιδίου και από την ταχύτητά του.
3. Τα φορτία μπορούν να μεταφερθούν (για παράδειγμα, με άμεση επαφή) από το ένα σώμα στο άλλο. Σε αντίθεση με τη μάζα σώματος, το ηλεκτρικό φορτίο δεν είναι εγγενές χαρακτηριστικό ενός δεδομένου σώματος. Το ίδιο σώμα σε διαφορετικές συνθήκες μπορεί να έχει διαφορετικό φορτίο.
4. Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικών φορτίων, που ονομάζονται συμβατικά θετικόςκαι αρνητικός.
5. Όλες οι χρεώσεις αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ταυτόχρονα, όπως τα φορτία απωθούν το ένα το άλλο, σε αντίθεση με τα φορτία έλκονται. Οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης των φορτίων είναι κεντρικές, δηλαδή βρίσκονται σε μια ευθεία γραμμή που συνδέει τα κέντρα φορτίων.
6. Υπάρχει το μικρότερο δυνατό (modulo) ηλεκτρικό φορτίο, που ονομάζεται στοιχειώδες φορτίο. Η σημασία του:
μι= 1,602177 10 -19 C ≈ 1,6 10 -19 C
Το ηλεκτρικό φορτίο οποιουδήποτε σώματος είναι πάντα πολλαπλάσιο του στοιχειώδους φορτίου:
όπου: Νείναι ακέραιος αριθμός. Λάβετε υπόψη ότι είναι αδύνατο να έχετε χρέωση ίση με 0,5 μι; 1,7μι; 22,7μικαι ούτω καθεξής. Τα φυσικά μεγέθη που μπορούν να λάβουν μόνο μια διακριτή (όχι συνεχή) σειρά τιμών ονομάζονται κβαντισμένη. Το στοιχειώδες φορτίο e είναι ένα κβαντικό (μικρότερο τμήμα) ηλεκτρικό φορτίο.
7. Ο νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.Σε ένα απομονωμένο σύστημα, το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων όλων των σωμάτων παραμένει σταθερό:
Ο νόμος της διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου δηλώνει ότι σε ένα κλειστό σύστημα σωμάτων δεν μπορούν να παρατηρηθούν διαδικασίες γέννησης ή εξαφάνισης φορτίων μόνο ενός σημείου. Από τον νόμο της διατήρησης του φορτίου προκύπτει επίσης εάν δύο σώματα ίδιου μεγέθους και σχήματος έχουν φορτία q 1 και q 2 (δεν έχει σημασία τι σημάδι είναι τα φορτία), φέρτε σε επαφή και μετά αποχωρίστε ξανά, τότε το φορτίο καθενός από τα σώματα θα γίνει ίσο:
Από τη σύγχρονη άποψη, οι φορείς φορτίου είναι στοιχειώδη σωματίδια. Όλα τα συνηθισμένα σώματα αποτελούνται από άτομα, τα οποία περιλαμβάνουν θετικά φορτισμένα πρωτόνια, αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιακαι ουδέτερα σωματίδια νετρόνια. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούν μέρος των ατομικών πυρήνων, τα ηλεκτρόνια αποτελούν το ηλεκτρονιακό κέλυφος των ατόμων. Τα ηλεκτρικά φορτία του συντελεστή πρωτονίου και ηλεκτρονίου είναι ακριβώς τα ίδια και ίσα με το στοιχειώδες (δηλαδή το ελάχιστο δυνατό) φορτίο μι.
Σε ένα ουδέτερο άτομο, ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο κέλυφος. Αυτός ο αριθμός ονομάζεται ατομικός αριθμός. Ένα άτομο μιας δεδομένης ουσίας μπορεί να χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια ή να αποκτήσει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το ουδέτερο άτομο μετατρέπεται σε θετικά ή αρνητικά φορτισμένο ιόν. Σημειώστε ότι τα θετικά πρωτόνια αποτελούν μέρος του πυρήνα ενός ατόμου, επομένως ο αριθμός τους μπορεί να αλλάξει μόνο κατά τη διάρκεια πυρηνικών αντιδράσεων. Προφανώς, όταν ηλεκτρίζονται σώματα, δεν συμβαίνουν πυρηνικές αντιδράσεις. Επομένως, σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό φαινόμενο, ο αριθμός των πρωτονίων δεν αλλάζει, αλλάζει μόνο ο αριθμός των ηλεκτρονίων. Λοιπόν, ένα μήνυμα στο σώμα αρνητικό φορτίοσημαίνει τη μεταφορά επιπλέον ηλεκτρονίων σε αυτό. Ενα μήνυμα θετικό φορτίο, σε αντίθεση με ένα συνηθισμένο λάθος, δεν σημαίνει προσθήκη πρωτονίων, αλλά αφαίρεση ηλεκτρονίων. Το φορτίο μπορεί να μεταφερθεί από το ένα σώμα στο άλλο μόνο σε τμήματα που περιέχουν έναν ακέραιο αριθμό ηλεκτρονίων.
Μερικές φορές στα προβλήματα το ηλεκτρικό φορτίο κατανέμεται σε κάποιο σώμα. Για την περιγραφή αυτής της κατανομής, εισάγονται οι ακόλουθες ποσότητες:
1. Γραμμική πυκνότητα φορτίου.Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κατανομή φορτίου κατά μήκος του νήματος:
όπου: μεγάλο- μήκος νήματος. Μετρήθηκε σε C/m.
2. Επιφανειακή πυκνότηταχρέωση.Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κατανομή φορτίου στην επιφάνεια ενός σώματος:
όπου: μικρόείναι η επιφάνεια του σώματος. Μετρήθηκε σε C / m 2.
3. Πυκνότητα χύδην φορτίου.Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κατανομή του φορτίου στον όγκο ενός σώματος:
όπου: V- όγκος σώματος. Μετρήθηκε σε C / m 3.
Παρακαλούμε να σημειώσετε ότι μάζα ηλεκτρονίωνείναι ίσο με:
Μμι\u003d 9,11 ∙ 10 -31 κιλά.
ο νόμος του Κουλόμπ
πόντος χρέωσηονομάζεται φορτισμένο σώμα, οι διαστάσεις του οποίου μπορούν να παραμεληθούν υπό τις συνθήκες αυτού του προβλήματος. Με βάση πολλά πειράματα, ο Coulomb θέσπισε τον ακόλουθο νόμο:
Δυνάμεις αλληλεπίδρασης ακίνητων χρεώσεις πόντωνευθέως ανάλογο με το γινόμενο των μονάδων φόρτισης και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους:
όπου: ε – Διηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου – ένα αδιάστατο φυσικό μέγεθος που δείχνει πόσες φορές η δύναμη της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης σε ένα δεδομένο μέσο θα είναι μικρότερη από ό,τι στο κενό (δηλαδή πόσες φορές το μέσο εξασθενεί την αλληλεπίδραση). Εδώ κ- συντελεστής στο νόμο Coulomb, η τιμή που καθορίζει την αριθμητική τιμή της δύναμης αλληλεπίδρασης των φορτίων. Στο σύστημα SI, η τιμή του λαμβάνεται ίση με:
κ= 9∙10 9 m/F.
Οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης σημειακών σταθερών φορτίων υπακούουν στον τρίτο νόμο του Νεύτωνα και είναι δυνάμεις απώθησης μεταξύ τους με τα ίδια σημάδια φορτίων και δυνάμεις έλξης μεταξύ τους με διαφορετικά ζώδια. Η αλληλεπίδραση σταθερών ηλεκτρικών φορτίων ονομάζεται ηλεκτροστατικήή αλληλεπίδραση Coulomb. Το τμήμα της ηλεκτροδυναμικής που μελετά την αλληλεπίδραση Coulomb ονομάζεται ηλεκτροστατικά.
Ο νόμος του Κουλόμπ ισχύει για σημειακά φορτισμένα σώματα, ομοιόμορφα φορτισμένες σφαίρες και μπάλες. Σε αυτή την περίπτωση, για αποστάσεις rπάρτε την απόσταση μεταξύ των κέντρων των σφαιρών ή των σφαιρών. Στην πράξη, ο νόμος του Κουλόμπ εκπληρώνεται καλά εάν οι διαστάσεις των φορτισμένων σωμάτων είναι πολύ μικρότερες από την απόσταση μεταξύ τους. Συντελεστής κστο σύστημα SI μερικές φορές γράφεται ως:
όπου: ε 0 \u003d 8,85 10 -12 F / m - ηλεκτρική σταθερά.
Η εμπειρία δείχνει ότι οι δυνάμεις της αλληλεπίδρασης Coulomb υπακούουν στην αρχή της υπέρθεσης: εάν ένα φορτισμένο σώμα αλληλεπιδρά ταυτόχρονα με πολλά φορτισμένα σώματα, τότε η προκύπτουσα δύναμη που ενεργεί σε αυτό το σώμα είναι ίση με το διανυσματικό άθροισμα των δυνάμεων που δρουν σε αυτό το σώμα από όλα τα άλλα φορτισμένα σώματα.
Θυμηθείτε επίσης δύο σημαντικούς ορισμούς:
αγωγοί- ουσίες που περιέχουν ελεύθερους φορείς ηλεκτρικού φορτίου. Μέσα στον αγωγό, είναι δυνατή η ελεύθερη κίνηση ηλεκτρονίων - φορείς φορτίου ( ηλεκτρική ενέργεια). Οι αγωγοί περιλαμβάνουν μέταλλα, διαλύματα ηλεκτρολυτών και τήγματα, ιονισμένα αέρια και πλάσμα.
Διηλεκτρικά (μονωτικά)- ουσίες στις οποίες δεν υπάρχουν φορείς δωρεάν χρέωσης. Η ελεύθερη κίνηση των ηλεκτρονίων μέσα στα διηλεκτρικά είναι αδύνατη (το ηλεκτρικό ρεύμα δεν μπορεί να διαρρεύσει μέσα από αυτά). Είναι διηλεκτρικά που έχουν μια ορισμένη διαπερατότητα όχι ίση με τη μονάδα ε .
Για τη διαπερατότητα μιας ουσίας, ισχύει το εξής (για το τι είναι λίγο χαμηλότερο ένα ηλεκτρικό πεδίο):
Το ηλεκτρικό φορτίο και οι κύριες ιδιότητές του.
Ο νόμος της διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.
Ηλεκτρικό φορτίοείναι ένα βαθμωτό φυσικό μέγεθος που καθορίζει την ένταση των ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων. Η μονάδα χρέωσης είναι [q] μενταγιόν.
Ιδιότητες ηλεκτρικού φορτίου:
1. Ηλεκτρικό φορτίοδεν είναι καθορισμένη ποσότητα, υπάρχουν και θετικά και αρνητικά φορτία.
2. Ηλεκτρικό φορτίο- η τιμή είναι αμετάβλητη. Δεν αλλάζει όταν κινείται ο φορέας φόρτισης.
3. Ηλεκτρικό φορτίοπρόσθετος.
4. Ηλεκτρικό φορτίοπολλαπλάσιο του δημοτικού. q = Ne. Αυτή η ιδιότητα του φορτίου ονομάζεται διακριτικότητα (κβαντοποίηση).
5. Σύνολο ηλεκτρικό φορτίοοποιουδήποτε απομονωμένου συστήματος διατηρείται. Αυτή η ιδιοκτησία είναι ο νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.
Ο νόμος της διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου - ηλεκτρικά φορτία δεν δημιουργούνται και δεν εξαφανίζονται, αλλά μεταφέρονται μόνο από το ένα σώμα στο άλλο ή ανακατανέμονται μέσα στο σώμα.
Ηλεκτροστατική. πόντος χρέωση. ο νόμος του Κουλόμπ. Η αρχή της υπέρθεσης δυνάμεων. Επιφάνεια όγκου και γραμμική πυκνότητα φορτίου.
Ηλεκτροστατική- ένα τμήμα του δόγματος του ηλεκτρισμού που μελετά την αλληλεπίδραση των ακίνητων ηλεκτρικών φορτίων.
πόντος χρέωσηείναι ένα φορτισμένο σώμα, μέγεθος και σχήμα, το οποίο μπορεί να παραμεληθεί.
Η διατύπωση του νόμου του Coulomb:Η ισχύς της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μεγεθών των φορτίων, αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους και κατευθύνεται κατά μήκος της ευθείας γραμμής που τα συνδέει έτσι ώστε τα όμοια φορτία να απωθούνται και σε αντίθεση με οι χρεώσεις προσελκύουν.
Η αρχή της υπέρθεσης δυνάμεωνείναι ότι η δράση πολλών δυνάμεων μπορεί να αντικατασταθεί από τη δράση μιας - της προκύπτουσας. Η προκύπτουσα είναι η μόνη δύναμη, το αποτέλεσμα της οποίας είναι ισοδύναμο με την ταυτόχρονη δράση όλων των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτό το σώμα.
Γραμμική πυκνότητα φορτίου: χρέωση ανά μονάδα μήκους.
Επιφανειακή πυκνότητα φορτίου: η φόρτιση ανά μονάδα επιφάνειας.
Ογκομετρική πυκνότητα φορτίου: η φόρτιση ανά μονάδα όγκου.
ένταση ηλεκτρικό πεδίο. γραμμές δύναμης ηλεκτροστατικό πεδίο. Ένταση πεδίου ενός σταθερού σημειακού φορτίου. ηλεκτροστατικό πεδίο. Η αρχή της υπέρθεσης.
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου- ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει το ηλεκτρικό πεδίο σε ένα δεδομένο σημείο και αριθμητικά ίσο με τον λόγο της δύναμης που επενεργεί σε ένα σταθερό σημείο φορτίο που τοποθετείται σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου προς την τιμή αυτού του φορτίου q.
Γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίουέχουν τις ακόλουθες ιδιότητες:
1. Πάντα ανοιχτό: ξεκινά από θετικά φορτία (ή στο άπειρο) και τελειώνει σε αρνητικά φορτία (ή στο άπειρο).
2 . Δεν τέμνονται ούτε αγγίζουν το ένα το άλλο.
3 . Η πυκνότητα των γραμμών είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση, δηλαδή η ένταση του πεδίου είναι ευθέως ανάλογη με τον αριθμό των γραμμών δύναμης που διέρχονται από μια μονάδα επιφάνειας που βρίσκεται κάθετα στις γραμμές.
Δυνατότητα του ηλεκτροστατικού πεδίου. Κυκλοφορία του πεδίου του διανύσματος Ε. Το θεώρημα για την κυκλοφορία του διανύσματος Ε του ηλεκτροστατικού πεδίου σε ενθ. και διαφ. μορφές και το περιεχόμενό τους.
Εφόσον η αρχή της υπέρθεσης ισχύει για την ισχύ του ηλεκτροστατικού πεδίου, τότε οποιοδήποτε ηλεκτροστατικό πεδίο είναι δυναμικό.
Το θεώρημα για την κυκλοφορία του διανύσματος Ε του ηλεκτροστατικού πεδίου:Κυκλοφορία μιΣε έναν κλειστό βρόχο, το L είναι πάντα μηδέν.
Σε διαφ. μορφή:
Το ηλεκτροστατικό πεδίο είναι δυναμικό.
Δυναμική ενέργειασημειακή φόρτιση σε ηλεκτροστατικό πεδίο. Το δυναμικό του ηλεκτροστατικού πεδίου. ισοδυναμικές επιφάνειες. Δυνατότητα πεδίου σημειακής ακίνητης φόρτισης. Αρχή υπέρθεσης για το δυναμικό.
Η δυναμική ενέργεια ενός φορτίου σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτροστατικό πεδίο είναι:
Δυνητικός -κλιμακωτή τιμή, είναι το ενεργειακό χαρακτηριστικό του πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο και ισούται με τον λόγο της δυναμικής ενέργειας που κατέχει το φορτίο δοκιμής προς αυτό το φορτίο.
Ισοδυναμική επιφάνειαείναι η επιφάνεια στην οποία το δυναμικό ενός δεδομένου πεδίου παίρνει την ίδια τιμή.
Δυναμικό πεδίου σημειακής ακίνητης φόρτισης:
Αρχή υπέρθεσης για δυναμικά- Το δυναμικό του πεδίου που δημιουργείται από το GRU με έναν αριθμό χρεώσεων σε ένα αυθαίρετο σημείο είναι ίσο με το άθροισμα των δυνατοτήτων των πεδίων που δημιουργούνται από κάθε χρέωση.
στιγμή
και αποκτά δυνατότητες ενέργεια
Το δίπολο έχει:
ελάχιστος ιδρώτας. ενέργεια:
στη θέση (θέση σταθερής ισορροπίας).
μέγιστος ιδρώτας. ενέργεια:
στη θέση (θέση ασταθούς ισορροπίας).
Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, προκύπτει μια στιγμή δυνάμεων, μετατρέποντας το δίπολο σε θέση σταθερής ισορροπίας.
Σε ένα εξωτερικό ανομοιογενές ηλεκτροστατικό πεδίο, μια ροπή δυνάμεων δρα σε ένα σημειακό δίπολο και αυτό το δίπολο έχει μια δυναμική ενέργεια
Η δύναμη που ασκείται σε ένα σημείο δίπολο σε ανομοιόμορφο. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ stat. πεδίο:
Στο εξωτερικό ετερογενές email. stat. Το πεδίο ενός σημειακού διπόλου υπό την ταυτόχρονη δράση της ροπής των δυνάμεων περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του πεδίου και της δύναμης, κινείται προς την κατεύθυνση όπου το μέτρο είναι μεγαλύτερο (εκτείνεται προς ένα ισχυρότερο πεδίο).
Στον μαέστρο.
Στο μαέστρο υπάρχουν δωρεάν. φορτία - φορείς ρεύματος, ικανοί να κινούνται υπό την επίδραση μιας αυθαίρετα μικρής δύναμης. σε όλο τον αγωγό.
Ηλεκτροστατική επαγωγή είναι το φαινόμενο της ανακατανομής των φορτίων στην επιφάνεια ενός αγωγού υπό τη δράση ενός αποθέματος. ηλεκτροστατικό πεδίο.
Ανακατανομή οι χρεώσεις σταματούν., όταν θα εκπληρωθεί οποιοδήποτε σημείο του αγωγού. κατάσταση:
Επειδή , τότε η ισχύς του ηλεκτροστατικού πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο μέσα στον αγωγό:
Γιατί τότε
- το δυναμικό του αγωγού είναι το ίδιο. σε όλα τα εσωτερικά του σημεία και στην επιφάνεια
Προϋποθέσεις σταθερής κατανομής φορτίων σε αγωγό:
2.Επιμ. δεν υπάρχουν φορτία μέσα στον αγωγό και τα επαγόμενα φορτία κατανέμονται
στην επιφάνειά του ()
3. Κοντά στην εξωτερική πλευρά της επιφάνειας. Το διάνυσμα του αγωγού κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς αυτό
επιφάνεια σε κάθε σημείο ()
4. Όλος ο όγκος του αγωγού είναι yavl. ισοδυναμική περιοχή και η επιφάνειά της είναι ισοδυναμική
Κύκλωμα με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο. Η ροπή των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα κύκλωμα με ρεύμα και η δυναμική ενέργεια ενός κυκλώματος με ρεύμα σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Το έργο των δυνάμεων μαγνητικό πεδίοόταν κινείται ένα κύκλωμα με ρεύμα.
Η μαγνητική ροπή του γραμμικού ρεύματος I, που ρέει κατά μήκος ενός κλειστού επίπεδου περιγράμματος (όλα τα σημεία του βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο):
S είναι η επιφάνεια που οριοθετείται από το περίγραμμα. σε SI = A*
Η προκύπτουσα δύναμη Ampère που ενεργεί σε ένα κύκλωμα που μεταφέρει ρεύμα σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο είναι 0.
Επομένως, η συνολική ροπή των δυνάμεων του αμπέρ δεν εξαρτάται από την επιλογή του σημείου Ο, σε σχέση με το οποίο υπολογίζεται:
Ροπή δυνάμεων που δρουν σε κλειστό κύκλωμα με ρεύμα I σε μαγνητικό πεδίο επαγωγής:
Όταν M=0 (δηλαδή, το κύκλωμα μεταφοράς ρεύματος βρίσκεται στη θέση ισορροπίας).
Όταν η μέγιστη ροπή δυνάμεων δρα στο περίγραμμα.
Δυνητική ενέργεια κλειστού βρόχου με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο:
Το έργο των δυνάμεων του Ampere:
Σε αυτή την περίπτωση, η κατεύθυνση της θετικής κανονικής σχηματίζει ένα δεξιόστροφο σύστημα. Αυτός ο τύπος ισχύει στην περίπτωση αυθαίρετης μετατόπισης περιγράμματος οποιουδήποτε σχήματος σε μαγνητικό πεδίο.
29. Μαγνητικό πεδίο στην ύλη. Μαγνητισμός δια- και παραμαγνητών. Διάνυσμα μαγνήτισης . Θεώρημα κυκλοφορίας διανυσματικού πεδίου σε ολοκληρωμένη και διαφορική μορφή.
Οποιαδήποτε ουσία είναι μαγνητική (δηλαδή μπορεί να μαγνητιστεί υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου)
Ρεύμα αγωγιμότητας (I, ) είναι το ρεύμα που οφείλεται στην κατευθυνόμενη κίνηση των φορέων ρεύματος στην ουσία.
Μοριακά ρεύματα () - ρεύματα που σχετίζονται με την τροχιακή κίνηση και το σπιν στοιχειωδών σωματιδίων στα άτομα της ύλης. Κάθε μοριακό ρεύμα έχει μια μαγνητική ροπή.
Οι διαμαγνήτες είναι ουσίες των οποίων οι μαγνητικές ροπές ατόμων απουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου είναι ίσες με μηδέν, δηλ. Οι μαγνητικές ροπές όλων των στοιχειωδών σωματιδίων ενός ατόμου (μορίου) αντισταθμίζονται.
Οι παραμαγνήτες είναι ουσίες των οποίων τα άτομα απουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου έχουν μη μηδενική μαγνητική ροπή, αλλά η κατεύθυνσή τους είναι τυχαία προσανατολισμένη, επομένως.
Όταν ένας διαμαγνήτης εισάγεται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, προκαλείται μια πρόσθετη ροπή σε κάθε άτομό του, που στρέφεται ενάντια στο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
Όταν ένας παραμαγνήτης εισάγεται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, η μαγνητική ροπή των ατόμων του (μορίων) προσανατολίζεται προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου.
Η μαγνήτιση μιας ουσίας οφείλεται στον κυρίαρχο προσανατολισμό ή επαγωγή μεμονωμένων μορίων προς μία κατεύθυνση. Η μαγνήτιση μιας ουσίας οδηγεί στην εμφάνιση ρευμάτων μαγνήτισης (μοριακά ρεύματα κατά μέσο όρο στη μακροσκοπική περιοχή):
όπου είναι το διάνυσμα πυκνότητας του ρεύματος μαγνήτισης που διέρχεται από την προσανατολισμένη επιφάνεια S.
Σύμφωνα με την αρχή της υπέρθεσης:
που είναι η επαγωγή του εξωτερικού πεδίου?
Επαγωγή μαγνητικού πεδίου ρευμάτων μαγνήτισης.
Το διάνυσμα μαγνήτισης είναι ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό της μαγνητισμένης κατάστασης μιας ουσίας, ίσο με τον λόγο της συνολικής μαγνητικής ροπής ενός φυσικά μικρού όγκου ενός μαγνήτη προς αυτόν τον όγκο:
Σε SI [J] = A/m.
Το θεώρημα κυκλοφορίας του διανύσματος μαγνητοστατικού πεδίου σε διαφορική μορφή:
σε οποιοδήποτε σημείο του μαγνητοστατικού πεδίου, ο ρότορας του διανύσματος είναι ίσος με το διάνυσμα πυκνότητας ρεύματος μαγνήτισης στο ίδιο σημείο.
Ηλεκτροστατική -Αυτός είναι ένας κλάδος της φυσικής που μελετά την αλληλεπίδραση και τις ιδιότητες συστημάτων ηλεκτρικών φορτίων που είναι ακίνητα σε σχέση με ένα επιλεγμένο αδρανειακό σύστημα αναφοράς.
Όλη η ποικιλία των φυσικών φαινομένων βασίζεται σε τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις μεταξύ στοιχειωδών σωματιδίων
βαρυτική,
ηλεκτρομαγνητικός,
Ηλεκτρικό φορτίο - φορέας ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση.
Βασικές ιδιότητες των χρεώσεων
1. Το ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να είναι δύο τύπων: θετικός(όταν το δέρμα τρίβεται στο γυαλί) και αρνητικός(κατά την τριβή γούνας με εβονίτη). Σώματα με ηλεκτρικά φορτία του ίδιου ζωδίου απωθούνται μεταξύ τους, σώματα με φορτία αντίθετων ζωδίων έλκονται.
2. Οι φορείς ηλεκτρικού φορτίου φορτίζονται στοιχειώδη σωματίδια με στοιχειώδες φορτίο(Το Κουλόμπ είναι η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου SI)
πρωτόνιο είναι φορέας θετικού φορτίου (+ μι), (Μ Π\u003d 1,6710 -27 kg);
ηλεκτρόνιο – φορέας αρνητικού φορτίου (– μι), (Μ μι\u003d 9,1110 -31 kg).
Το φορτίο οποιουδήποτε άλλου σώματος είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο.
3. Ο θεμελιώδης νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου(που εκτελούνται σε οποιεσδήποτε διαδικασίες γέννησης και καταστροφής στοιχειωδών σωματιδίων): Σε οποιοδήποτε ηλεκτρικά απομονωμένο σύστημα, το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων δεν αλλάζει .
4. Ηλεκτρικό φορτίο είναι σχετικιστήςντοκι αναλλοίωτος: η τιμή του δεν εξαρτάται από το πλαίσιο αναφοράς και επομένως δεν εξαρτάται από το αν κινείται ή βρίσκεται σε ηρεμία.
Έτσι, το να φορτίσεις ένα σώμα θετικά σημαίνει να αφαιρέσεις έναν ορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων από αυτό, και να το φορτίσεις αρνητικά σημαίνει να δώσεις στο σώμα έναν ορισμένο αριθμό επιπλέον ηλεκτρονίων. Σημειώστε ότι τα φορτία σωμάτων της τάξης του 1 nC = 10 -9 C μπορούν ήδη να θεωρηθούν αρκετά σημαντικά. Για να έχει ένα σώμα τέτοιο φορτίο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε αυτό πρέπει να διαφέρει από τον αριθμό των πρωτονίων κατά ! πράγματα.
Ταξινόμηση σωμάτων ανάλογα με τη συγκέντρωση των δωρεάν επιβαρύνσεων
αγωγοίΕγώείδος- μέταλλα (τα φορτία κινούνται χωρίς χημικούς μετασχηματισμούς).
αγωγοίIIείδος- ηλεκτρολύτες (η κίνηση των φορτίων συνοδεύεται από χημικούς μετασχηματισμούς).
αγωγοί(σώματα με ελεύθερη κυκλοφορία φορτίων σε όλο τον όγκο)
Ημιαγωγοί(φορείς με περιορισμένη κίνηση τελών).
Διηλεκτρικά(φορείς στους οποίους πρακτικά δεν υπάρχουν δωρεάν χρεώσεις).
Η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου Coulomb είναι παράγωγο της μονάδας ρεύματος, είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από τη διατομή του αγωγού με ρεύμα 1 A σε χρόνο 1 s (1Cl = 1A1s).
ο νόμος του Κουλόμπ. Διηλεκτρική διαπερατότητα και η φυσική της σημασία
Ρύζι. 1. Σχέδιο αλληλεπίδρασης σημειακών χρεώσεων
,
(1)
όπου κ– συντελεστής αναλογικότητας, ανάλογα με την επιλογή των μονάδων μέτρησης. Στο σύστημα SI
- ηλεκτρική σταθερά.
Δύναμη φάπου ονομάζεται Δύναμη Κουλόμπ, είναι ελκτική δύναμη αν τα φορτία έχουν διαφορετικά πρόσημα (Εικ. 1), και απωστική δύναμη αν τα φορτία είναι του ίδιου πρόσημου.
Εάν τοποθετηθούν ηλεκτρικά φορτία μέσα στο διηλεκτρικό, τότε η ισχύς της ηλεκτρικής αλληλεπίδρασης μειώνεται σύμφωνα με την έκφραση:
,
(2)
όπου 
- Διηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου, που δείχνει πόσες φορές η δύναμη αλληλεπίδρασης των σημειακών φορτίων σε ένα διηλεκτρικό είναι μικρότερη από τη δύναμη της αλληλεπίδρασής τους στο κενό.
Διηλεκτρικές σταθερές τιμές για ορισμένες ουσίες
