Электростатика
Электростатикой именуется учение о наэлектризованных телах и силах взаимодействия меж ними при условии, что тела и заряды остаются недвижными друг относительно друга. Совокупа электронных сил, сделанных недвижными зарядами, именуется электростатическим полем.
Электростатическое поле может существовать исключительно в диэлектриках, потому что создание поля в проводнике вызовет перемещение зарядов (электронный ток), т. е. нарушит электростатическое состояние.
Закон Кулона. Два заряда, находящиеся в однородной среде и отстоящие друг от друга на неком расстоянии, действуют друг на друга с силой, пропорциональной произведению этих зарядов и назад пропорциональной квадрату расстояния меж ними:
F = K (Q1 x Q2) : R2
где F — сила взаимодействия (н),
К = 1 : 4?є (тут є = є0є ‘ — диэлектрическая проницаемость среды, ф/м),
Q1 и Q2— заряды (к),
R —расстояние меж зарядами (m),
Взаимодействие одноименных зарядов выражается в их обоюдном отталкивании с силой F, а разноименных — в притяжении с той же силой. При заряде, равном 1 к и действующем на равный ему заряд, находящийся на расстоянии 1 м, имеет место взаимодействие с силой 1 н. Заряд в 1 к равен заряду 6.28 x 1018 электронов. Величина заряда в 1 к является единицей количества электричества в системе единиц МКСА.
Напряженность поля охарактеризовывает электрическое поле, под которым понимается некая область места, где действуют силы, сделанные недвижными зарядами. Электронное поле может существовать исключительно в диэлектриках, потому что создание поля в проводнике приводит к перемещению зарядов, т. е. вызывает электрический ток. Численно величина напряженности поля определяется отношением силы, действующей в данной точке поля на заряд, к величине заряда:
E = (F : Q) = Q : 4?єR2(в/м),
где Е — напряженность поля (в/м),
Q — заряд, создающий поле (к),
R — расстояние (м),
Предельное значение напряженности поля, при котором наступает пробой диэлектрика, электронной прочностью.
Электронная крепкость обычно выражается в киловольтах на миллиметр (кв/мм) и является очень принципиальной чертой изоляционных материалов. Значения электронной прочности для ряда материалов, используемых в электротехнике, приводятся на рис. 1. Конденсатор представляет собой систему, состоящую из железных проводящих пластинок (электродов) и изолирующего материала (диэлектрика) меж ними.

Электронная крепкость изоляционных материалов
Конденсатор является прибором для скопления электричества. Если подключить конденсатор к источнику неизменного тока, то он зарядится, и на его электродах будут сосредоточиваться равные и обратные по знаку заряды. После отключения конденсатора от источника тока он сохраняет припас электронной энергии, которую можно получить от конденсатора как от источника тока.
Емкость конденсатора определяется величиной, измеряемой отношением заряда на одном из его электродов к напряжению меж электродами:
С = Q : U,
где С — емкость конденсатора (ф или к/в),
Q — заряд на одном из электродов (к),
U — напряжение меж электродами (в),
Емкость конденсатора находится в зависимости от 3-х причин: площади электродов, расстояния меж электродами и параметров диэлектрика, находящегося меж ними. Отметим, что при емкости конденсатора 1 ф заряд в 1 к создает на его электродах напряжение 1 в.
Запасенная энергия электронного поля конденсатора определяется последующим соотношением:
W = (Q2 : 2C) = (CU2 : 2)
где W — энергия поля конденсатора (вт . сек).
Зависимо от формы электродов различают конденсаторы плоские, цилиндрические и сферические; по материалу диэлектрика — слюдяные, масляные, бумажные, электролитические, воздушные и т. д. По конструктивному выполнению конденсаторы могут быть неизменной и переменной емкости.
Емкость плоского конденсатора определяется по последующей формуле:
C = (є x S) : d
где С — электронная емкость (см),
є – диэлектрическая неизменная изолятора,
S — поверхность каждого электрода (см2);
d — расстояние меж электродами, т. е. толщина изолятора (см).
Источник М. Ф. Тройнин, Н. С. Ушаков “Справочная книжка электромонтера”.
Комментарии
Электростатика — Комментариев нет