2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.
Напряженность электрического поля у поверхности проводника в вакууме:
0
En
ε
σ
=== ,
где σ – поверхностная плотность зарядов на проводнике, напряженность поля направлена
по нормали к поверхности проводника.
Энергия заряженного проводника:
W === qϕ ,
где q – заряд проводника, φ – потенциал проводника.
В однородном изотропном диэлектрике, заполняющем все пространство:
ε
E0
E
r
r
=== ,
где E0
r
– поле, созданное той же системой зарядов в вакууме, ε – диэлектрическая
проницаемость диэлектрика.
Вектор D
r
электрического смещения:
D 0E P
r r r
=== ε +++ ,
где P
r
- вектор поляризации. Для изотропных диэлектриков:
P 0E
r r
=== χε , D 0E
r r
=== εε , χ === ε +++ 1 ,
где χ – диэлектрическая восприимчивость.
Поток вектора поляризации P
r
:
∫∫∫
SdP === −−−q′′′
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q′′′- алгебраическая
сумма связанных зарядов внутри этой поверхности.
Теорема Гаусса для диэлектриков:
∫∫∫
SdD === q
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q - алгебраическая
сумма сторонних зарядов внутри этой поверхности.
Условия на границе двух диэлектриков для нормальных и тангенциальных
компонент векторов E,D,P
r r r
:
−−− === −−−σ ′′′ P n2 P n1
, D n2 −−− D n1 === σ , E2τ === E1τ
,
где σ ′′′ и σ - поверхностные плотности связанных и сторонних зарядов, вектор нормали
направлен из среды 1 в среду 2.
Емкость уединенного проводника:
ϕ
q
С = ,
где ϕ - потенциал проводника, q – заряд проводника...)
5 мм
Объяснение:
Дано:
a = 6 см
m = 810 г
ρ = 8 900 кг/м³ = 8,9 г/см³
_____________
h - ?
Данную задачу не будем решать в единицах СИ (для простоты расчетов).
1)
Найдем объем меди:
V₁ = m / ρ = 810 / 8,9 ≈ 91 см³
2)
Найдем внешний объем куба:
V₀ = a³ = 6³ = 216 см³
3)
Объем полости:
V₂ = V₀-V₁ = 216-91 = 125 см³ = 5³ (1)
Но
a₁ = a - 2*h = 6-2*h (смотри чертеж),
тогда
V₂ = a₁³ = (6-2*h)³ (2)
Приравняем (2) и (1):
(6-2*h)³ = 5³
Извлечем кубический корень:
6-2*h = 5
2*h = 1
h = 0,5 см = 5 мм
