Два провода, расположенных параллельно, подвешены на расстоянии 50 см один от другого. По каждому из них в одном направлении протекает ток силой 100А. Определите силу взаимодействия проводов на участке между соседними опорами, расположенными на расстоянии 150м.

Мета: дати поняття електроємності, сформулювати поняття конденсатора та на прикладі плаского конденсатора встановити залежність ємкості від властивостей діелектричної середи та лінійних розмірів конденсатора; навчити учнів розв’язувати задачі комбінованого типу на застосування законів механіки в електричних полях.

1. Електроємність.

2. Конденсатори.

3. Залежність електроємності конденсатора від діелектричної проникності і лінійних розмірів конденсатора

4. Енергія електричного поля

Ключові слова: електроємність, конденсатор, плоский конденсатор, поле конденсатору, енергія конденсатору

Електроємністю провідника С називають чисельну величину заряду, яку необхідно повідомити провідник, щоб змінити його потенціал на одиницю. 

Ємність провідника залежить від його форми, лінійних розмірів і діелектричної проникності середовища, яке оточує провідник, і не залежить від величини розташованого на ньому заряду. Одиницею ємності в системі СІ є фарада (Ф) - ємність провідника, в якому зміна заряду на 1 кулон змінює його потенціал на 1 вольт.

Конденсатором називається система двох (або декількох) різнойменно заряджених провідників з рівними за величиною зарядами. Якщо провідники є паралельними пластинами, то такий конденсатор називається плоским. Ємність плоского конденсатора: ,

де 1- 2 - різниця потенціалів між його пластинками. Ємність характеризує систему обох пластин в їх взаємному розміщенні, а не одну окрему пластину. Ємність плоского конденсатора можна також записати у вигляді: ,

де S - площа однієї з пластин, d - відстань між пластинами (товщина діелектрика). Якщо розміри пластинок набагато більші, ніж відстань між ними, то між пластинами (за винятком країв) створюється однорідне поле:

, де U- різниця потенціалів між пластинками, d- відстань між ними.

Ємність конденсатора, що складається з n пластин 

Ємність кулі радіусу r: C = 4 or

Ємність батареї конденсаторів:

а) при послідовному з'єднанні 

б) при паралельному з'єднанні Спар = С1+С2+...+Сn

Конденсатори за геометричною формою діляться на плоскі, циліндричні та сферичні.

Ємність циліндричного конденсатора рівна:

, де r1 та r2 - це радіуси зовнішнього та внутрішнього циліндрів, а l – це довжина конденсатора.

Ємність сферичного конденсатора рівна:

, де r1 та r2 – це радіуси зовнішньої та внутрішньої сфер конденсатора.

За діелектриком конденсатори діляться на повітряні, паперові, парафінові, слюдяні, керамічні, композитні та інше.

Електричну енергію поля зарядженого провідника We

,

де С - ємність провідника, q - його заряд і  - потенціал провідника. Для конденсатора  - різниця потенціалів між його пластинками, і С - його ємність.

Жарық бөлшектері – бұл фотондар бұлар денелерге түсіп, заттың бөлшектерімен әсерлеседі, яғни жарықтың әсерінен денелер қызады. Маталардың бояуы оңады, фототопластинкалар қараяды.

Мысалы: Күннің жарығы барлық денелерге әсер етеді.

Ваккумдегі жарық жылдамдығы дүниедегі ешбір дененің жылдамдығынан артық бола алмайды. Яғни 3·108 м/с.Мұны есте сақтау керек.

Заттарда жарық жылдамдығы ваккумге қарағанда аз, мысалы ауада жарық жылдамдығы 299711 км/с, суда 225000 км/с, шыныда- 200000 км/с.

Шағылу заңы.

Жарықтың шағылу және сыну заңдарын алғаш рет Христиан Гюйгенс ұсынған.

Оның принципі бойынша екі ортаның шекара бетінен шағылған сәуленің бағынатын заңын қорытып шығарған.  

Түскен сәуле мен шағылған сәуле, сәуленің түсу нүктесінен шағылдырушы бетке тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады.

Шағылу бұрышы түсу бұрышына тең болады.

α – түсу бұрышы, β – шағылу бұрышы.

 Сыну заңы.

Сыну құбылысы қалай болады. Егер стаканға су құйып, оған қарандаш салып, бүйіріне қарасақ, бір бөлігі әрігерек жылжып кететін сияқты. Сұрақ, бұл неліктен олай болады?

Жарық бір ортадан екінші ортаға өткенде оның жылдамдығына байланысты: с װ γ

α – түсу  бұрышы                           γ – сыну бұрышы                                  

Екі ортаны бөлетін шекара арқылы өткенде таралу бағытының өзгеруі жарықтың сынуы деп атайды.

n-тұрақты шама, сыну көрсеткіші

с- ауадағы жарық жылдамдығы

v-әр ортадағы жарық жылдамдығы.

n=с/v n=Sinα/Sinγ