Vật lý đại cương - Hiện tượng cảm ứng điện từ phần 2 docx

Ch−¬ng II
VËt dÉn
Kim lo¹i: h¹t dÉn lμ c¸c®iÖntötùdo
1. Điều kiện cân bằng tĩnh điện, Tính chất của
vật dẫn mang điện
1.1. Điều kiện cân bằng tĩnh điện:
Véc tơ cờngđộđiệntrờng trong vật dẫn
bằng không:
Thnh phần tiếp tuyến của véc tơ cờng độ
điện trờng trên bề mặt vật dẫn bằng không:
0E
tr
=
r
0E
t
=
r
n
EE
r
r
=
0E
tr
=
r
1.2. Tính chất của vật dẫn mang điện
Vật dẫn l vật đẳng thế
0sdEsdEVV
N

M
t
N
M
NM
===

r
r
r
r
.N
.M
Điện tích chỉ phân bố trên bề mặt của vật
dẫnbêntrongvậtdẫnđiệntíchbằng0
0SdDq
S
i
==


r
r
0ED
0
==
r
r
vì

i
q
S
1.3 ứng dụng
Lồng Faraday
0E =
r
Máy phát tĩnh điện WandeGraf
Hiệu ứng mũi nhọn, gió điện:
Giải phóng điện tích trên máy
bay, phóng điện bảo vệ máy
điện, cột thu lôi
Véc tơ cờngđộđiệntrờng luôn
vuông góc với bề mặt vật dẫn.
E
r
2. Hiện tợng điện hởng
A
B tích điện âm đợc đa gần A
A lúc đầu không tích điện
B
-
-
-
-
-
-
-
-
-

-
-
+
+
+
S

=+==
S
e
0'qqSdD
r
r
q'q


=

|'q||q|

=

q
q
0EEE
0ngtr
=+=
r
r
r

ĐL về các phtử tơng ứng: điện tích cảm ứng
trên các phtử tơng ứng có giá trị bằng nhau
ng
E
r
+
+
+
-
-
-
0
E
r
cảm ứng xuất hiện trên vật dẫn (lúc đầu không
tích điện) khi đặt trong điện trờng ngoi
l hiện tợng các điện tích
Điện hởng một phần v điện hởng ton phần
B
V









q

q
A
+
+
+
+
+
+
Điện hởng một phần q< q
Điện hởng ton phần q= q
3. Điện dung của vật dẫn cô lập
Q
Q ~ V
C -Hệsốtỷlệgọil điện dung
=> Q=CV
V
Q
C =
V=1 => C=Q có giá trị bằng điện tích cần
truyền cho vật để điện thế của nó tăng thêm 1
đơn vị
R
A mang điện tích, B chịu điện hởng
+
+
+
+
+
+
+

+
Cầu KL bán kính R, Q=1, V=1, C=1F
R4
Q
V
0

=
Von1
Culong1
Fara1 =
)m(10.9
10.86,8.4
1
4
1
R
9
12
0
=

=

=

Gấp 1500 lần bán kính trái đất!
4. Hệ vật dẫn tích điện cân bằng, tụ điện
4.1. Điện dung v hệ số điện
hởng

-
1
+
+-
-
-
q
1
V
1
+
2
+
-
-
q
2
V
2
3
+
+
-
-
q
3
V
3
Hệ ba vật dẫn 1, 2, 3:
Điện tích q

1
, q
2
, q
3
Điện thế tơng ứng: V
1
, V
2
, V
3
q
1
=C
11
V
1
+C
12
V
2
+C
13
V
3
q
2
=C
21
V

1
+C
22
V
2
+C
23
V
3
q
3
=C
31
V
1
+C
32
V
2
+C
33
V
3
C
11
C
12
C
13
C

ik
= C
21
C
22
C
23
C
31
C
32
C
33
C
i=k
Điện dung; C
ik
hệ số điện hởng có tính
tơng hỗ nên C
ik
= C
ki
. Nếu có n vật dẫn thì
i,k=1, 2, ,n.
4.2. Tụ điện: Gồmhaivậtdẫncó
tơng tác điện hởng ton phần
B

q
1
q
2
A
+
+
+
+
+
+
a. Tính chất I: q
1
+q
2
=0
++
+
+
+
+
+
+
+

q
2

S
0qqSdD
21
S
=+=

r
r
C
ik
đối xứng
b.TÝnh chÊt II:
q
1
=C
11
V
1
+C
12
V
2
q
2
=C
21
V

1
+C
22
V
2
q
1
=C
11
V
1
+C
12
V
2
-q
1
=C
21
V
1
+C
22
V
2
q
1
=C(V
1
-V

2
)
q
2
=-C(V
1
-V
2
)
C lμ ®iÖn dung cña tô ®iÖn;q
1
>0 ,C>0=>V
1
>V
2
Chøng minh: Nèi vá ngoμiB víi®Êtq
2
’=0 :
(C
11
+C
21
)V
1
+(C
12
+C
22
)V
2

=0
C
11
=-C
21
vμ C
22
=-C
12
C
11
=C
22
= C vμ C
21
= C
12
=-C
c.TÝnh chÊt III:
q = q
1
=- q
2
q = C(V
1
-V
2
)=CU
U hiÖu ®iÖn
thÕ gi÷a 2

b¶n cùc tô
a.Tô ®iÖn ph¼ng
+Q -Q
+
+
+
+
-
-
-
-
S
d
εε
σ
==−=
0
21
d.
d.EVVU
S
d.Q
S
Sd.
U
00
εε
=
εε
σ

=
d
S
C
0
ε
ε
=⇒
b. Tô ®iÖn cÇu
R
1
R
2
)
R
1
R
1
(
4
Q
VVU
210
21
−
επε
=−=
12
210
RR

RR4
U
Q
C
−
π
ε
ε
==⇒
c. Tô ®iÖn trô
1
2
0
21
R
R
ln
2
Q
VVU
lεπε
=−=
1
2
R
R
0
ln
2
U

Q
C
l
π
ε
ε
==⇒
V
1
V
2
R
2
l
R
1
l
R
d
R
RR
)
R
RR
1ln(
R
R
ln
1
12

1
12
1
2
=
−
≈
−
+=
d
S
d
R.2
C
00
ε
ε
=
π
ε
ε
=⇒
l
☞ §iÖn dung C cña tô ®iÖn bÊt kú ~ thuËn ε & S
vμ ~ nghÞch d.
d. Mét sè lo¹i tô ®iÖn ®ang sö dông
•Tô ®iÖn kh«ng khÝ thay ®æi
®−îc ®iÖn dung
•Tô ®iÖn giÊy,
tô dÇu

Kim lo¹i
GiÊy c¸ch ®iÖn
kim lo¹i
GiÊy c¸ch ®iÖn
GiÊy c¸ch ®iÖn
Kim lo¹i