Электричество и магнетизм

§ 31. Распределение зарядов в проводнике. Клетка Фарадея.

Мы видели, что поверхность проводника, как нейтрального, так и заряженного, является эквипотенциальной поверхностью (§ 24) и внутри проводника напряженность поля равна нулю (§ 16). То же относится и к полому проводнику: поверхность его есть поверхность эк...

§ 32. Поверхностная плотность заряда.

Исследуем теперь на опыте, каким образом распределяются заряды на внешней поверхности проводника. Для этого мы воспользуемся по-прежнему пробной пластинкой. Она должна быть гибкой или настолько малой, чтобы при соприкосновении с проводником ее можно было ...

§ 33. Конденсаторы.

Возьмем две изолированные металлические пластины 1 и 2 (рис. 58), расположенные на некотором расстоянии друг от друга, и зарядим их равными разноименными зарядами. Это можно сделать разными способами. Например, можно присоединить пластины к полюсам электр...

§ 34. Различные типы конденсаторов.

Мы видели в предыдущем параграфе, что, заряжая любой изолированный проводник, мы одновременно создаем противоположный заряд на окружающих проводниках, соединенных с Землей и образующих вместе с этим телом конденсатор. Однако емкость такого конденсатора ма...

§ 35. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.

Помимо показанного на рис. 60 и 61, а также на рис. 62, а параллельного соединения конденсаторов, при котором соединены между собой все положительные и все отрицательные обкладки, иногда соединяют конденсаторы последовательно, т. е. так, чтобы отрицательн...

§ 36. Диэлектрическая проницаемость.

Емкость конденсатора зависит, как показывает опыт, не только от размера, формы и взаимного расположения составляющих его проводников, но также и от свойств диэлектрика, заполняющего пространство между этими проводниками. Влияние диэлектрика можно установи...

§ 37. Почему электрическое поле ослабляется внутри диэлектрика?

Поляризация диэлектрика. Чтобы понять, почему поле внутри диэлектрика меньше, чем в вакууме, нужно учесть, что все тела построены из атомов и молекул. Атомы и молекулы в свою очередь состоят из положительных и отрицательных зарядов (атомных ядер и электро...

§ 38. Энергия заряженных тел. Энергия электрического поля.

Для того чтобы зарядить конденсатор, т. е. создать некоторую разность потенциалов между двумя телами – обкладками конденсатора, нужно затратить некоторую работу. Это связано с тем, что процесс зарядки тела, как мы говорили в § 5, означает всегда разделени...

§ 39. Электрический ток и электродвижущая сила.

Для равновесия зарядов на проводнике необходимо, как мы знаем, чтобы разность потенциалов между любыми точками проводника равнялась нулю. Если это условие нарушено, то равновесие не может иметь места, и в проводнике происходит перемещение зарядов, которое...

§ 40. Признаки электрического тока.

Электрический ток, как мы говорили выше, есть процесс движения зарядов в теле, между участками которого создана разность потенциалов. Однако природа «носителей заряда», т. е. тех заряженных частиц, движение которых составляет электрический ток, в разных с...

§ 41. Направление тока.

Вернемся к опыту, изображенному на рис. 72, но присоединим концы проводов, идущих к генератору тока, таким образом, чтобы провод, соединявшийся ранее с положительным полюсом, оказался соединенным с отрицательным, и наоборот. Мы увидим, что только тепловое...

§ 42. Сила тока.

О наличии тока мы можем судить по любому из явлений, описанных в § 40. Для количественной же характеристики тока вводится понятие силы тока. Силой тока в проводнике называют физическую величину, равную количеству электричества, проходящему через сечение п...

§ 43. «Скорость электрического тока» и скорость движения носителей заряда.

Представим себе очень длинную цепь тока, например телеграфную линию между двумя городами, отстоящими один от другого, скажем, на 1000 км. Тщательные опыты показывают, что действия тока во втором городе начнут проявляться, т. е. электроны в находящихся там...

§ 44. Гальванометр.

В зависимости от силы тока действия его проявляются в различной степени. Поэтому для измерения тока можно использовать любое действие его: и химическое, и тепловое, и магнитное. Приборы, предназначенные для измерения силы тока, носят название гальванометр...

§ 45. Распределение напряжения в проводнике с током.

Мы видели (§ 24), что в случае равновесия зарядов напряжение между любыми точками проводника равно нулю. Наоборот, если по проводнику течет ток, то между различными точками проводника должно существовать напряжение. Исследуем распределение напряжения в пр...

§ 46. Закон Ома

На основании опытов, описанных в предыдущем параграфе, можно установить важный закон, носящий название закона Ома в честь немецкого физика Георга Ома (1787-1854). Измеряя одновременно напряжение на концах какого-либо участка проводника и силу тока, идущег...

§ 47. Сопротивление проводов.

В предыдущем параграфе было указало, что электрическое сопротивление для разных проводников различно и может зависеть как от материала, из которого сделаны проводники, так и от их размеров. В дальнейшем мы будем рассматривать «линейные» проводники, т. е. ...

§ 48. Зависимость сопротивления от температуры.

Опыт в соответствии с общими соображениями § 46 показывает, что сопротивление проводника зависит также и от его температуры. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой (диаметра 0,1-0,2 мм) железной проволоки 1 и включим ее в цепь, содержащую батарею...

§ 49. Сверхпроводимость.

При очень низких температурах наблюдается удивительное явление: начиная с некоторой «критической» температуры сопротивление многих металлов внезапно, скачком, падает до нуля. Это явление получило название сверхпроводимости. Критическая температура, при ко...

§ 50. Последовательное и параллельное соединение проводников.

На практике электрические цепи никогда не состоят из однородных проводов постоянного сечения, а представляют собой совокупность различных проводников, определенным образом соединенных между собой. Каким путем можно найти сопротивление сложной цепи, если и...

§ 51. Реостаты.

Пользуясь правилами, изложенными в § 50, мы можем менять сопротивление цепи, присоединяя к ней последовательно или параллельно добавочные резисторы. Для этой цели часто применяют специальные приборы – реостаты, представляющие собой резисторы, сопротивлени...

§ 52. Распределение напряжения в цепи.

«Потери» в проводах. Всякая цепь состоит обычно из каких-либо приборов (например, лампочек накаливания, нагревательных приборов, электролитических ванн и т. д.) и подводящих проводов. Эти приборы и провода обладают сопротивлением. Поэтому между концами лю...

§ 53. Вольтметр.

При помощи гальванометра можно измерить не только силу тока, но и напряжение, ибо, согласно закону Ома, эти величины пропорциональны друг другу. Если две величины пропорциональны друг другу, то обе они могут быть измерены при помощи одного и того же прибо...

§ 54. Каким должно быть сопротивление вольтметра и амперметра?

Всякий вольтметр включается параллельно тому участку цепи, напряжение на котором мы хотим измерить (рис. 89), и поэтому на него ответвляется некоторый ток от основной цепи. При его включении и ток и напряжение в основной цепи несколько изменяются, так как...

§ 55. Шунтирование измерительных приборов.

Важным примером применения последовательного и параллельного соединения проводов являются различные схемы включения электроизмерительных приборов. Допустим, что имеется некоторый амперметр, рассчитанный на максимальный ток , а требуется измерить большую с...

§ 56. Нагревание током. Закон Джоуля-Ленца.

Исследуя на опыте нагревание проводников током, русский физик Эмилий Христианович Ленц (1804-1865) и английский физик Джеймс Джоуль (1818-1889) установили, что количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока, п...

§ 57. Работа, совершаемая электрическим током.

При прохождении электрического тока через цепь могут, как мы видели в § 40, производиться различные действия. Кроме нагревания проводников, могут иметь место химические изменения в них (в проводниках второго рода), а также перемещения магнитной стрелки; п...

§ 58. Мощность электрического тока.

Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, так же как и в механике, понимают работу, совершаемую за единицу времени. Из формулы , определяющей работу постоянного тока, следует, что мощнос...

§ 59. Контактная сварка.

Тепловое действие тока играет большую роль в современной технике. Рассмотрим некоторые важные примеры его применения. Если сопротивление какого-либо участка цепи значительно больше сопротивления всех остальных участков, то здесь выделяется практически все...

§ 60. Электрические нагревательные приборы. Электрические печи.

На рис. 94 изображена электрическая плитка, широко употребляющаяся в домашнем обиходе. Плитка состоит из огнеупорной керамической пластины с каналом, в который помещена нагревающая спираль. Последняя делается из материала с большим удельным сопротивлением...

Sponsor

Sponsor