ไฟฟ้าสถิตเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาสนามไฟฟ้าสถิตและประจุไฟฟ้า

การขับไล่ไฟฟ้าสถิต (หรือคูลอมบ์) เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มีประจุคล้ายคลึงกัน และแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตระหว่างวัตถุที่มีประจุตรงข้ามกัน ปรากฏการณ์ของแรงผลักของประจุที่คล้ายคลึงกันนั้นเกิดขึ้นจากการสร้างอิเล็กโทรสโคป - อุปกรณ์สำหรับตรวจจับประจุไฟฟ้า

ไฟฟ้าสถิตเป็นไปตามกฎของคูลอมบ์ กฎหมายนี้อธิบายปฏิสัมพันธ์ของประจุไฟฟ้าแบบจุด

งานของคูลอมบ์วางรากฐานของไฟฟ้าสถิต (แม้ว่าจะสิบปีก่อนหน้าเขาคาเวนดิชได้รับผลลัพธ์แบบเดียวกัน แม้จะมีความแม่นยำมากกว่าเดิม ผลงานของคาเวนดิชถูกเก็บไว้ในเอกสารสำคัญของครอบครัวและเผยแพร่ในอีกร้อยปีต่อมา) ; กฎของปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าที่ค้นพบโดยหลังทำให้ Green, Gauss และ Poisson สร้างทฤษฎีที่สง่างามทางคณิตศาสตร์ได้ ส่วนที่สำคัญที่สุดของไฟฟ้าสถิตคือทฤษฎีศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยกรีนและเกาส์ Rees ได้ทำการวิจัยเชิงทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต ซึ่งหนังสือในอดีตเคยเป็นตัวช่วยหลักในการศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้

การทดลองของฟาราเดย์ซึ่งดำเนินการตั้งแต่ช่วงครึ่งแรกของทศวรรษที่สามสิบของศตวรรษที่ 19 น่าจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในข้อกำหนดพื้นฐานของหลักคำสอนปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสิ่งที่ได้รับการพิจารณาว่าไม่โต้ตอบอย่างสมบูรณ์เกี่ยวกับไฟฟ้า กล่าวคือ สารที่เป็นฉนวนหรือที่ฟาราเดย์เรียกพวกมันว่าไดอิเล็กทริก มีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการทางไฟฟ้าทั้งหมด และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในกระบวนการสร้างกระแสไฟฟ้าของตัวนำไฟฟ้า การทดลองเหล่านี้เปิดเผยว่าสารของชั้นฉนวนระหว่างสองพื้นผิวของตัวเก็บประจุเล่น บทบาทสำคัญในความจุของตัวเก็บประจุนี้ การเปลี่ยนอากาศเป็นชั้นฉนวนระหว่างพื้นผิวของตัวเก็บประจุโดยฉนวนของเหลวหรือของแข็งอื่น ๆ มีผลเช่นเดียวกันกับค่าความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุซึ่งมีระยะห่างระหว่างพื้นผิวเหล่านี้ลดลงที่สอดคล้องกัน ในขณะที่รักษาอากาศเป็นฉนวน เมื่อชั้นอากาศถูกแทนที่ด้วยชั้นของไดอิเล็กตริกที่เป็นของเหลวหรือของแข็งอื่น ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นเป็นค่า K ค่า K นี้เรียกว่า Faraday ความจุอุปนัยของไดอิเล็กตริกที่กำหนด วันนี้ค่าของ K มักจะเรียกว่าค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของสารฉนวนนี้

การเปลี่ยนแปลงของความจุไฟฟ้าแบบเดียวกันเกิดขึ้นในตัวนำไฟฟ้าแต่ละตัวเมื่อร่างกายนี้ถูกถ่ายโอนจากอากาศไปยังตัวกลางที่เป็นฉนวนอื่น แต่การเปลี่ยนแปลงในความจุไฟฟ้าของร่างกายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดของประจุบนวัตถุนี้ด้วยศักย์ไฟฟ้าที่กำหนด และในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของร่างกายในประจุที่กำหนด ในขณะเดียวกันก็เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าของร่างกาย ดังนั้นค่าของตัวกลางที่เป็นฉนวนที่วางตัวไฟฟ้าหรือที่แยกพื้นผิวของตัวเก็บประจุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง สารที่เป็นฉนวนไม่เพียงแต่เก็บประจุไฟฟ้าไว้บนพื้นผิวของร่างกายเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อสถานะทางไฟฟ้าของส่วนหลังด้วย นั่นคือข้อสรุปที่การทดลองของฟาราเดย์นำไปสู่ ข้อสรุปนี้ค่อนข้างสอดคล้องกับมุมมองพื้นฐานของฟาราเดย์เกี่ยวกับการกระทำทางไฟฟ้า

ตามสมมติฐานของคูลอมบ์ การกระทำทางไฟฟ้าระหว่างวัตถุถือเป็นการกระทำที่เกิดขึ้นในระยะไกล สันนิษฐานว่าประจุสองประจุ q และ q " ตั้งสมาธิไว้ที่จุดสองจุดที่แยกออกจากกันโดยระยะทาง r ขับไล่หรือดึงดูดซึ่งกันและกันตามทิศทางของเส้นเชื่อมจุดสองจุดนี้ด้วยแรงที่กำหนดโดยสูตร

นอกจากนี้สัมประสิทธิ์ C ยังขึ้นอยู่กับหน่วยที่ใช้ในการวัดค่าของ q, r และ f เท่านั้น ธรรมชาติของสื่อภายในซึ่งจุดทั้งสองนี้มีประจุ q และ q "ตั้งอยู่ ถือว่าไม่มีความสำคัญ ไม่กระทบต่อค่าของ f ฟาราเดย์มีมุมมองที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในเรื่องนี้ ในความเห็นของเขา ไฟฟ้า เห็นได้ชัดว่าร่างกายทำหน้าที่ในอีกร่างหนึ่ง ซึ่งอยู่ห่างจากมัน อันที่จริง ร่างกายที่ถูกไฟฟ้าจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพิเศษในตัวกลางที่เป็นฉนวนเมื่อสัมผัสกับมันเท่านั้น ซึ่งจะถูกส่งผ่านในสื่อนี้จากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง ในที่สุดก็ถึงชั้น ทันทีที่อยู่ติดกับวัตถุอื่นที่กำลังพิจารณาและผลิตบางสิ่งที่นั่นซึ่งปรากฏเป็นการกระทำโดยตรงของวัตถุที่หนึ่งในวินาทีผ่านสื่อที่แยกพวกเขาออกด้วยการกระทำทางไฟฟ้ากฎของคูลอมบ์ที่แสดงโดยสูตรข้างต้นทำได้เพียง ใช้เพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตให้และอย่างน้อยไม่ได้แสดงกระบวนการที่แท้จริงที่เกิดขึ้นในกรณีนี้ จากนั้น จะเห็นได้ชัดว่าโดยทั่วไปการกระทำทางไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงโดยเปลี่ยนจาก สารเคลือบเนื่องจากในกรณีนี้การเสียรูปที่เกิดขึ้นในช่องว่างระหว่างร่างกายทั้งสองซึ่งเห็นได้ชัดว่าเป็นไฟฟ้าที่กระทำต่อกันและกันจะต้องเปลี่ยนเช่นกัน กฎของคูลอมบ์นั้นจะต้องถูกแทนที่ด้วยกฎของคูลอมบ์ที่อธิบายปรากฏการณ์ภายนอก ซึ่งรวมถึงลักษณะของตัวกลางที่เป็นฉนวนด้วย สำหรับตัวกลางที่มีไอโซโทรปิกและเป็นเนื้อเดียวกัน กฎของคูลอมบ์ ดังที่แสดงโดยการศึกษาเพิ่มเติม สามารถแสดงได้โดยสูตรต่อไปนี้:

ในที่นี้ K หมายถึงสิ่งที่เรียกว่าค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่เป็นฉนวนที่กำหนด ค่า K สำหรับอากาศเท่ากับเอกภาพ กล่าวคือ สำหรับอากาศ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุดสองจุดที่มีประจุ q และ q "แสดงเป็น Coulomb ที่ยอมรับ

ตามแนวคิดพื้นฐานของฟาราเดย์ ตัวกลางที่เป็นฉนวนโดยรอบหรือที่ดีกว่าคือการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น (โพลาไรเซชันของตัวกลาง) ซึ่งภายใต้อิทธิพลของกระบวนการที่ทำให้ร่างกายเข้าสู่สถานะทางไฟฟ้า เกิดขึ้นในอีเทอร์ที่เติมสิ่งนี้ สื่อเป็นสาเหตุของการกระทำทางไฟฟ้าทั้งหมดที่เราสังเกต จากข้อมูลของฟาราเดย์ การเกิดกระแสไฟฟ้าของตัวนำบนพื้นผิวของตัวนำนั้นเป็นผลมาจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมแบบโพลาไรซ์ที่มีต่อพวกมันเท่านั้น ในกรณีนี้ ตัวกลางที่เป็นฉนวนจะอยู่ในสถานะเครียด จากการทดลองง่ายๆ ฟาราเดย์ได้ข้อสรุปว่าเมื่อโพลาไรซ์ไฟฟ้าตื่นเต้นในตัวกลางใด ๆ เมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นอย่างที่พวกเขาพูดในตอนนี้ในสื่อนี้จะต้องมีความตึงเครียดตามแนวแรง (เส้นแรง) เป็นเส้นสัมผัสที่ตรงกับทิศทางของแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้าที่เป็นบวก โดยนึกภาพ ณ จุดที่อยู่บนเส้นนี้) และต้องมีแรงดันในทิศทางตั้งฉากกับเส้นแรง ภาวะเครียดดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในฉนวนไฟฟ้าเท่านั้น ยานพาหนะไม่สามารถประสบกับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในสถานะของพวกเขา ไม่มีการรบกวนในพวกเขา และเฉพาะบนพื้นผิวของตัวนำดังกล่าวเท่านั้น นั่นคือ บนขอบเขตระหว่างตัวนำและฉนวน สถานะโพลาไรซ์ของตัวกลางที่เป็นฉนวนจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนหรือไม่ ซึ่งแสดงออกมาในการกระจายกระแสไฟที่เห็นได้ชัดบนพื้นผิวของตัวนำ ดังนั้นตัวนำไฟฟ้าจึงเชื่อมต่อกับตัวกลางที่เป็นฉนวนโดยรอบ จากพื้นผิวของตัวนำไฟฟ้านี้ แนวแรงอย่างที่มันเป็นอยู่ และเส้นเหล่านี้จะสิ้นสุดที่พื้นผิวของตัวนำอีกตัวหนึ่ง ซึ่งดูเหมือนจะถูกปกคลุมด้วยกระแสไฟฟ้าของเครื่องหมายตรงข้าม นี่คือภาพที่ฟาราเดย์วาดเองเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของกระแสไฟฟ้า

นักฟิสิกส์ไม่ยอมรับหลักคำสอนของฟาราเดย์ การทดลองของฟาราเดย์ได้รับการพิจารณาแม้ในวัยหกสิบเศษ เนื่องจากไม่ได้ให้สิทธิ์ที่จะรับบทบาทที่สำคัญใดๆ ของฉนวนในกระบวนการของกระแสไฟฟ้าของตัวนำ ต่อมาภายหลังการปรากฏตัวของผลงานอันน่าทึ่งของแมกซ์เวลล์ ความคิดของฟาราเดย์เริ่มแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ และในที่สุดก็ได้รับการยอมรับว่าสอดคล้องกับข้อเท็จจริงอย่างเต็มที่

เป็นที่น่าสังเกตว่าในทศวรรษที่หกสิบ ศ. F. N. Shvedov จากการทดลองของเขาได้รับการพิสูจน์ความถูกต้องของบทบัญญัติหลักของฟาราเดย์อย่างกระตือรือร้นและน่าเชื่อถืออย่างมากเกี่ยวกับบทบาทของฉนวน อย่างไรก็ตาม หลายปีก่อนการทำงานของฟาราเดย์ อิทธิพลของฉนวนต่อกระบวนการทางไฟฟ้าได้ถูกค้นพบแล้ว ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 70 ของศตวรรษที่ 18 คาเวนดิชได้สังเกตและศึกษาถึงความสำคัญของธรรมชาติของชั้นฉนวนในตัวเก็บประจุอย่างระมัดระวัง การทดลองของคาเวนดิช เช่นเดียวกับการทดลองของฟาราเดย์ในภายหลัง แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของความจุของตัวเก็บประจุเมื่อชั้นอากาศในตัวเก็บประจุนี้ถูกแทนที่ด้วยชั้นของไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็งซึ่งมีความหนาเท่ากัน การทดลองเหล่านี้ยังทำให้สามารถกำหนดค่าตัวเลขของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของสารฉนวนบางชนิดได้ และค่าเหล่านี้กลับกลายเป็นว่าค่อนข้างแตกต่างไปจากที่ตรวจพบเมื่อเร็วๆ นี้ด้วยการใช้เครื่องมือวัดขั้นสูง แต่งานของคาเวนดิช เช่นเดียวกับการศึกษาอื่น ๆ ของเขาเกี่ยวกับไฟฟ้า ซึ่งทำให้เขาก่อตั้งกฎปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้า ซึ่งเหมือนกับกฎหมายที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1785 โดยคูลอมบ์ ยังคงไม่ทราบจนถึงปี พ.ศ. 2422 เฉพาะปีนี้เท่านั้น บันทึกของคาเวนดิชได้รับการตีพิมพ์โดยแมกซ์เวลล์ ผู้ทำการทดลองของคาเวนดิชเกือบทั้งหมดซ้ำแล้วซ้ำเล่าและได้ให้ข้อบ่งชี้อันมีค่ามากมายเกี่ยวกับพวกเขา

ศักยภาพ

กฎของคูลอมบ์คือกฎของคูลอมบ์ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น

สมมติว่า C = 1 เช่น เมื่อแสดงปริมาณไฟฟ้าในหน่วยไฟฟ้าสถิตที่เรียกว่าสัมบูรณ์ของระบบ CGS กฎของคูลอมบ์นี้จะได้รับนิพจน์:

ดังนั้น ฟังก์ชันศักย์ หรือ อย่างง่าย ศักยภาพ ณ จุดที่มีพิกัด (x, y, z) ถูกกำหนดโดยสูตร:

ซึ่งอินทิกรัลขยายไปยังประจุไฟฟ้าทั้งหมดในพื้นที่ที่กำหนด และ r หมายถึงระยะห่างขององค์ประกอบประจุ dq ถึงจุด (x, y, z) แสดงถึงความหนาแน่นพื้นผิวของไฟฟ้าบนตัวไฟฟ้าโดย σ และความหนาแน่นเชิงปริมาตรของไฟฟ้าในนั้นโดย ρ เรามี

ในที่นี้ dS หมายถึงองค์ประกอบพื้นผิวของร่างกาย (ζ, η, ξ) คือพิกัดขององค์ประกอบปริมาตรของร่างกาย การคาดคะเนบนแกนพิกัดของแรงไฟฟ้า F ที่ประสบโดยหน่วยของกระแสไฟฟ้าบวกที่จุด (x, y, z) หาได้จากสูตร:

พื้นผิวในทุกจุดที่ V = ค่าคงที่เรียกว่าพื้นผิวที่เท่ากันหรือง่ายกว่านั้นคือพื้นผิวเรียบ เส้นตั้งฉากกับพื้นผิวเหล่านี้เป็นเส้นแรงไฟฟ้า พื้นที่ที่สามารถตรวจจับแรงไฟฟ้าได้ กล่าวคือ ในแนวแรงที่สามารถสร้างได้นั้นเรียกว่าสนามไฟฟ้า แรงที่เกิดขึ้นจากหน่วยของไฟฟ้า ณ จุดใดจุดหนึ่งในสนามนี้เรียกว่าแรงดันของสนามไฟฟ้า ณ จุดนั้น ฟังก์ชัน V มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: เป็นค่าเดียว ค่าจำกัด และต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังสามารถตั้งค่าให้หายไปในจุดที่ห่างไกลจากการจ่ายไฟฟ้าที่กำหนดอย่างไม่สิ้นสุด ศักยภาพยังคงมีค่าเท่าเดิมในทุกจุดของตัวนำใดๆ สำหรับทุกจุดบนโลก เช่นเดียวกับตัวนำทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับพื้นด้วยโลหะ ฟังก์ชัน V เท่ากับ 0 (ซึ่งไม่ใส่ใจกับปรากฏการณ์ของโวลตา ซึ่งรายงานไว้ในบทความเรื่องกระแสไฟฟ้า) แสดงโดย F ขนาดของแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยหน่วยของไฟฟ้าบวก ณ จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิว S ที่ล้อมรอบส่วนหนึ่งของช่องว่าง และโดย ε มุมที่เกิดจากทิศทางของแรงนี้กับมุมปกติภายนอกสู่พื้นผิว S ในเวลาเดียวกัน เรามี

ในสูตรนี้ อินทิกรัลขยายไปยังพื้นผิวทั้งหมด S และ Q หมายถึงผลรวมเชิงพีชคณิตของปริมาณไฟฟ้าที่อยู่ภายในพื้นผิวปิด S ความเท่าเทียมกัน (4) เป็นการแสดงออกถึงทฤษฎีบทที่เรียกว่าทฤษฎีบทเกาส์ Green ได้มาซึ่งความเท่าเทียมกันเช่นเดียวกันกับ Gauss ซึ่งเป็นสาเหตุที่ผู้เขียนบางคนเรียกทฤษฎีบทนี้ว่า Green's theorem จากทฤษฎีบทเกาส์สามารถอนุมานได้ว่าเป็นผลพวง

ที่นี่ ρ หมายถึงความหนาแน่นเชิงปริมาตรของไฟฟ้าที่จุด (x, y, z);

สมการนี้ใช้กับทุกจุดที่ไม่มีไฟฟ้า

ในที่นี้ Δ คือตัวดำเนินการ Laplace n1 และ n2 แสดงถึงเส้นปกติที่จุดบนพื้นผิวบางส่วนที่ความหนาแน่นของพื้นผิวของไฟฟ้าเป็น σ ซึ่งเป็นค่าปกติที่ลากจากพื้นผิวทั้งสองทิศทางไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ตามทฤษฎีบทปัวซองว่าสำหรับวัตถุนำไฟฟ้าที่ทุกจุด V = ค่าคงที่ จะต้องมี ρ = 0 ดังนั้น พจน์ของศักย์จึงอยู่ในรูป

จากสูตรแสดงเงื่อนไขขอบเขต เช่น จากสูตร (7) เป็นไปตามที่พื้นผิวของตัวนำ

นอกจากนี้ n แสดงถึงความปกติของพื้นผิวนี้ ซึ่งนำจากตัวนำไปยังสื่อที่เป็นฉนวนที่อยู่ติดกับตัวนำนี้ จากสูตรเดียวกันจะได้

ในที่นี้ Fn หมายถึงแรงที่สัมผัสโดยหน่วยของไฟฟ้าบวกซึ่งอยู่ที่จุดใกล้กับพื้นผิวของตัวนำอย่างไม่สิ้นสุด โดยมีความหนาแน่นของพื้นผิวไฟฟ้าเท่ากับ σ ที่ตำแหน่งนั้น แรง Fn พุ่งไปตามเส้นตั้งฉากสู่พื้นผิว ณ จุดนี้ แรงที่เกิดจากหน่วยของไฟฟ้าบวก ซึ่งอยู่ในชั้นไฟฟ้าเองบนพื้นผิวของตัวนำและชี้ไปตามเส้นปกติภายนอกสู่พื้นผิวนี้ แสดงออกผ่าน

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในทิศทางของเส้นปกติภายนอกโดยแต่ละหน่วยของพื้นผิวของตัวนำไฟฟ้าจะแสดงโดยสูตร

สมการและสูตรข้างต้นทำให้สามารถสรุปข้อสรุปที่เกี่ยวข้องกับประเด็นต่างๆ ที่พิจารณาใน E ได้มากมาย แต่สิ่งเหล่านี้สามารถแทนที่ได้ด้วยผลลัพธ์ทั่วไป หากเราใช้สิ่งที่มีอยู่ในทฤษฎีไฟฟ้าสถิตที่ Maxwell ให้ไว้

แมกซ์เวลไฟฟ้าสถิต

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น แม็กซ์เวลล์เป็นผู้แปลความคิดของฟาราเดย์ เขาใส่ความคิดเหล่านี้ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ พื้นฐานของทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ไม่ได้อยู่ในกฎของคูลอมบ์ แต่อยู่ในการยอมรับสมมติฐาน ซึ่งแสดงความเท่าเทียมกันดังต่อไปนี้:

ที่นี่อินทิกรัลขยายบนพื้นผิวปิดใด ๆ S, F หมายถึงขนาดของแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากหน่วยไฟฟ้าที่จุดศูนย์กลางขององค์ประกอบของพื้นผิวนี้ dS ε หมายถึงมุมที่เกิดจากแรงนี้กับพื้นผิวปกติภายนอกสู่พื้นผิว องค์ประกอบ dS, K หมายถึงสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกของสื่อที่อยู่ติดกับองค์ประกอบ dS และ Q หมายถึงผลรวมเชิงพีชคณิตของปริมาณไฟฟ้าที่อยู่ภายในพื้นผิว S สมการต่อไปนี้เป็นผลที่ตามมาของนิพจน์ (13):

สมการเหล่านี้มีความทั่วไปมากกว่าสมการ (5) และ (7) พวกเขาอ้างถึงกรณีของสื่อฉนวนไอโซโทรปิกโดยพลการ ฟังก์ชัน V ซึ่งเป็นอินทิกรัลทั่วไปของสมการ (14) และเป็นไปตามสมการเวลาเดียวกัน (15) สำหรับพื้นผิวใดๆ ที่แยกตัวกลางไดอิเล็กตริกสองตัวที่มีสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K 1 และ K 2 รวมถึงเงื่อนไข V = ค่าคงที่ สำหรับตัวนำแต่ละตัวในสนามไฟฟ้าที่พิจารณา คือ ศักย์ที่จุด (x, y, z) นอกจากนี้ จากนิพจน์ (13) พบว่าอันตรกิริยาที่ชัดเจนของประจุสองประจุ q และ q 1 ซึ่งอยู่ที่จุดสองจุดที่อยู่ในตัวกลางไดอิเล็กตริกที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ระยะห่าง r จากกันและกัน สามารถแสดงด้วยสูตร

นั่นคือ ปฏิสัมพันธ์นี้แปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง ตามที่ควรเป็นไปตามกฎของคูลอมบ์ จากสมการ (15) เราได้ตัวนำ:

สูตรเหล่านี้มีความทั่วไปมากกว่า (9), (10) และ (12) ข้างต้น

เป็นนิพจน์สำหรับการไหลของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าผ่านองค์ประกอบ dS เมื่อลากผ่านทุกจุดของรูปร่างของเส้น dS ขององค์ประกอบที่สอดคล้องกับทิศทาง F ที่จุดเหล่านี้ เราได้รับหลอดเหนี่ยวนำ (สำหรับตัวกลางอิเล็กทริกแบบไอโซโทรปิก) สำหรับทุกส่วนของท่อเหนี่ยวนำดังกล่าวซึ่งไม่มีไฟฟ้าควรเป็นดังนี้จากสมการ (14)

KFCos ε dS = ค่าคงที่

ไม่ยากที่จะพิสูจน์ว่าหากประจุไฟฟ้าอยู่ในสภาวะสมดุลเมื่อความหนาแน่นของไฟฟ้าอยู่ในลำดับ σ1 และ ρ1 หรือ σ 2 และ ρ 2 ตามลำดับ ประจุจะยังอยู่ในสภาวะสมดุลแม้ว่าความหนาแน่นจะเท่ากับ σ = σ 1 + σ 2 และ ρ = ρ 1 + ρ 2  (หลักการบวกประจุในสภาวะสมดุล) มันง่ายพอๆ กันที่จะพิสูจน์ว่าภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด สามารถมีการจ่ายไฟฟ้าได้เพียงชุดเดียวในร่างกายที่ประกอบขึ้นเป็นระบบใดๆ

คุณสมบัติของพื้นผิวปิดที่นำไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกับโลกนั้นมีความสำคัญมาก พื้นผิวปิดดังกล่าวเป็นหน้าจอ ปกป้องพื้นที่ทั้งหมดที่อยู่ภายใน จากอิทธิพลของประจุไฟฟ้าที่อยู่ด้านนอกของพื้นผิว เป็นผลให้อิเล็กโทรมิเตอร์และเครื่องมือวัดอื่น ๆ อุปกรณ์ไฟฟ้ามักจะล้อมรอบด้วยกล่องโลหะที่เชื่อมต่อกับพื้น การทดลองแสดงให้เห็นว่าสำหรับไฟฟ้าดังกล่าว หน้าจอไม่จำเป็นต้องใช้โลหะแข็ง แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะจัดเรียงหน้าจอเหล่านี้จากตาข่ายโลหะหรือแม้แต่ตะแกรงโลหะ

ระบบของตัวไฟฟ้ามีพลังงานนั่นคือมีความสามารถในการทำงานบางอย่างโดยสูญเสียสถานะทางไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ ในไฟฟ้าสถิต นิพจน์ต่อไปนี้ได้มาจากพลังงานของระบบของวัตถุที่ใช้ไฟฟ้า:

ในสูตรนี้ Q และ V แสดงถึงปริมาณไฟฟ้าใดๆ ในระบบที่กำหนดและศักย์ไฟฟ้า ณ ตำแหน่งที่ปริมาณนี้ตั้งอยู่ตามลำดับ เครื่องหมาย ∑ ระบุว่าควรนำผลรวมของผลิตภัณฑ์ VQ สำหรับปริมาณ Q ทั้งหมดของระบบที่กำหนด หากระบบของวัตถุเป็นระบบของตัวนำ ศักย์ไฟฟ้าสำหรับตัวนำแต่ละตัวนั้นจะมีค่าเท่ากันทุกจุดของตัวนำนี้ ดังนั้น ในกรณีนี้ การแสดงออกของพลังงานจะอยู่ในรูปแบบ:

ที่นี่ 1, 2.. n คือไอคอนของตัวนำต่าง ๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบ นิพจน์นี้สามารถแทนที่ด้วยนิพจน์อื่น กล่าวคือ พลังงานไฟฟ้าของระบบตัวนำไฟฟ้าสามารถแสดงได้ทั้งขึ้นอยู่กับประจุของวัตถุเหล่านี้ หรือขึ้นอยู่กับศักยภาพของพวกมัน กล่าวคือ นิพจน์สามารถนำไปใช้กับพลังงานนี้:

ในนิพจน์เหล่านี้ สัมประสิทธิ์ต่างๆ α และ β ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่กำหนดตำแหน่งของตัวนำไฟฟ้าในระบบที่กำหนด เช่นเดียวกับรูปร่างและขนาด ในกรณีนี้ สัมประสิทธิ์ β ที่มีเครื่องหมายเหมือนกันสองตัว เช่น β11, β22, β33 เป็นต้น แสดงถึงความจุไฟฟ้า (ดู ความจุไฟฟ้า) ของวัตถุที่มีเครื่องหมายเหล่านี้ สัมประสิทธิ์ β ที่มีเครื่องหมายต่างกันสองตัว เช่น β12 , β23, β24 เป็นต้น เป็นสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำร่วมกันของวัตถุสองวัตถุ ไอคอนซึ่งอยู่ถัดจากสัมประสิทธิ์นี้ เมื่อมีการแสดงออกของพลังงานไฟฟ้า เราได้รับการแสดงออกถึงแรงที่ร่างกายได้รับ ซึ่งไอคอนคือ i และจากการกระทำที่พารามิเตอร์ si ซึ่งทำหน้าที่กำหนดตำแหน่งของวัตถุนี้ ได้รับการเพิ่มขึ้น การแสดงออกของพลังนี้จะเป็น

พลังงานไฟฟ้าสามารถแสดงได้อีกทางหนึ่ง กล่าวคือ ผ่าน

ในสูตรนี้ การรวมเข้าด้วยกันจะขยายไปทั่วทั้งพื้นที่อนันต์ F หมายถึงขนาดของแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากหน่วยของไฟฟ้าบวกที่จุด (x, y, z) เช่น แรงดันสนามไฟฟ้า ณ จุดนี้ และ K หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กทริกที่จุดเดียวกัน ด้วยการแสดงออกเช่นนี้สำหรับพลังงานไฟฟ้าของระบบตัวนำ พลังงานนี้สามารถพิจารณาได้ว่ามีการกระจายในสื่อที่เป็นฉนวนเท่านั้น และส่วนแบ่งขององค์ประกอบ dxdyds ของไดอิเล็กตริกคิดเป็นพลังงาน

Expression (26) สอดคล้องกับมุมมองเกี่ยวกับกระบวนการทางไฟฟ้าที่พัฒนาโดย Faraday และ Maxwell

สูตรที่สำคัญอย่างยิ่งในไฟฟ้าสถิตคือสูตรของกรีน กล่าวคือ:

ในสูตรนี้ อินทิกรัลสามตัวทั้งสองใช้กับปริมาตรทั้งหมดของสเปซ A ใดๆ ปริพันธ์คู่ - กับพื้นผิวทั้งหมดที่ล้อมรอบสเปซนี้ ∆V และ ∆U แทนผลรวมของอนุพันธ์อันดับสองของฟังก์ชัน V และ U เทียบกับ x y, z; n เป็นเรื่องปกติขององค์ประกอบ dS ของพื้นผิวที่ล้อมรอบภายในช่องว่าง A

ตัวอย่าง

ตัวอย่างที่ 1

จากกรณีพิเศษของสูตรของกรีน จะได้สูตรที่แสดงทฤษฎีบทเกาส์ข้างต้น ที่ พจนานุกรมสารานุกรมไม่สมควรที่จะถามเกี่ยวกับกฎหมายว่าด้วยการจ่ายไฟตามหน่วยงานต่างๆ คำถามเหล่านี้เป็นโจทย์ที่ยากมากของฟิสิกส์คณิตศาสตร์ และมีการใช้วิธีการต่างๆ ในการแก้ปัญหาดังกล่าว เราให้ที่นี่สำหรับร่างกายเดียวเท่านั้น กล่าวคือ สำหรับทรงรีที่มีครึ่งแกน a, b, c, นิพจน์สำหรับความหนาแน่นพื้นผิวของไฟฟ้า σ ที่จุด (x, y, z) เราพบ:

ในที่นี้ Q หมายถึงปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดที่อยู่บนพื้นผิวของทรงรีนี้ ศักยภาพของทรงรีดังกล่าว ณ จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวของมัน เมื่อมีตัวกลางที่เป็นฉนวนไอโซโทรปิกที่เป็นเนื้อเดียวกันรอบ ๆ ทรงรีที่มีค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K แสดงผ่าน

ความจุไฟฟ้าของทรงรีได้มาจากสูตร

ตัวอย่าง 2

โดยใช้สมการ (14) โดยสมมติให้มีเพียง ρ = 0 และ K = ค่าคงที่ในนั้น และสูตร (17) เราสามารถหานิพจน์สำหรับความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแบนที่มีวงแหวนป้องกันและกล่องป้องกันซึ่งเป็นฉนวน ชั้นมีค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K นี่คือนิพจน์ดูเหมือนว่า

ที่นี่ S หมายถึงค่าของพื้นผิวการรวบรวมของตัวเก็บประจุ D คือความหนาของชั้นฉนวน สำหรับตัวเก็บประจุที่ไม่มีวงแหวนป้องกันและกล่องป้องกัน สูตร (28) จะให้ค่าความจุไฟฟ้าโดยประมาณโดยประมาณเท่านั้น สำหรับความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุดังกล่าวจะได้รับสูตร Kirchhoff และแม้กระทั่งสำหรับตัวเก็บประจุที่มีวงแหวนป้องกันและกล่อง สูตร (29) ก็ไม่ได้แสดงถึงการแสดงออกที่เข้มงวดอย่างสมบูรณ์สำหรับความจุไฟฟ้า Maxwell ระบุการแก้ไขที่ควรทำในสูตรนี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น

พลังงานของตัวเก็บประจุแบบแบน (พร้อมวงแหวนป้องกันและกล่อง) แสดงในรูปของ

ที่นี่ V1 และ V2 คือศักยภาพของพื้นผิวนำไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ

ตัวอย่างที่ 3

สำหรับตัวเก็บประจุทรงกลม จะได้นิพจน์สำหรับความจุไฟฟ้า:

โดยที่ R 1 และ R 2 หมายถึงรัศมีของพื้นผิวนำไฟฟ้าภายในและภายนอกของตัวเก็บประจุตามลำดับ การใช้นิพจน์สำหรับพลังงานไฟฟ้า (สูตร 22) ไม่ยากที่จะสร้างทฤษฎีของอิเล็กโตรมิเตอร์แบบสัมบูรณ์และควอแดรนท์

การหาค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K ของสารใดๆ ซึ่งเป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่รวมอยู่ในสูตรเกือบทั้งหมดที่ต้องจัดการในไฟฟ้าสถิต สามารถทำได้หลายวิธี วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดมีดังนี้

1) การเปรียบเทียบความจุของตัวเก็บประจุสองตัวที่มีขนาดและรูปร่างเหมือนกัน แต่ตัวหนึ่งมีชั้นฉนวนของอากาศ ส่วนอีกตัวมีชั้นของไดอิเล็กตริกที่ทดสอบ

2) การเปรียบเทียบแรงดึงดูดระหว่างพื้นผิวของตัวเก็บประจุเมื่อพื้นผิวเหล่านี้ได้รับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น แต่ในกรณีหนึ่งมีอากาศอยู่ระหว่างพวกเขา (แรงดึงดูด \u003d F 0) ในกรณีอื่น - ฉนวนของเหลวทดสอบ ( แรงดึงดูด \u003d F) ค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกหาได้จากสูตร:

3) การสังเกตคลื่นไฟฟ้า (ดู การสั่นของไฟฟ้า) ที่แพร่กระจายไปตามสายไฟ ตามทฤษฎีของ Maxwell ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไฟฟ้าตามเส้นลวดแสดงโดยสูตร

โดยที่ K หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่อยู่รอบเส้นลวด μ หมายถึงการซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลางนี้ เป็นไปได้ที่จะตั้งค่า μ = 1 สำหรับร่างกายส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงกลายเป็น

เป็นเรื่องปกติที่จะเปรียบเทียบความยาวของคลื่นไฟฟ้าที่ยืนอยู่ในส่วนต่างๆ ของเส้นลวดเดียวกันในอากาศและในไดอิเล็กตริกที่ทดสอบ (ของเหลว) เมื่อพิจารณาความยาวเหล่านี้ λ 0 และ λ เราจะได้ K = λ 0 2 / λ 2 ตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ เป็นไปตามนั้นเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในสารที่เป็นฉนวนใดๆ การเสียรูปพิเศษจะเกิดขึ้นภายในสารนี้ ตามท่อเหนี่ยวนำ ตัวกลางที่เป็นฉนวนจะถูกโพลาไรซ์ การกระจัดไฟฟ้าเกิดขึ้นในตัวซึ่งสามารถเปรียบได้กับการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่เป็นบวกในทิศทางของแกนของท่อเหล่านี้และผ่านแต่ละส่วนของท่อจะมีปริมาณไฟฟ้าเท่ากับ

ทฤษฎีของ Maxwell ทำให้สามารถค้นหาการแสดงออกของแรงภายในเหล่านั้น (แรงตึงและความดัน) ที่ปรากฏในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในตัวพวกมัน คำถามนี้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกโดยแมกซ์เวลล์เอง และต่อมาและเฮล์มโฮลทซ์อย่างละเอียดยิ่งขึ้น การพัฒนาเพิ่มเติมของทฤษฎีของปัญหานี้และทฤษฎีของไฟฟ้าสถิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสิ่งนี้ (กล่าวคือ ทฤษฎีที่พิจารณาปรากฏการณ์ที่ขึ้นอยู่กับการเกิดขึ้นของแรงดันไฟฟ้าพิเศษในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในตัวพวกมัน) เป็นผลงานของ Lorberg , Kirchhoff, Duhem, N.N. Schiller และคนอื่นๆ

เงื่อนไขชายแดน

ให้เราสรุปบทสรุปที่สำคัญที่สุดของแผนกไฟฟ้าด้วยการพิจารณาคำถามเรื่องการหักเหของหลอดเหนี่ยวนำ ลองนึกภาพไดอิเล็กทริกสองตัวในสนามไฟฟ้า แยกออกจากกันโดยพื้นผิว S บางส่วน โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K 1 และ K 2 ให้ที่จุด P 1 และ P 2 ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิว S ทั้งสองด้านอย่างไม่สิ้นสุด ขนาดของศักย์ไฟฟ้าจะแสดงผ่าน V 1 และ V 2 และขนาดของแรงที่สัมผัสโดยหน่วยของไฟฟ้าบวกที่วางอยู่ที่จุดเหล่านี้ คะแนนผ่าน F 1 และ F 2 จากนั้นสำหรับจุด P ที่วางอยู่บนพื้นผิว S นั้นควรเป็น V 1 = V 2

ถ้า ds แทนการกระจัดเล็กน้อยตามแนวตัดของระนาบสัมผัสกับพื้นผิว S ที่จุด P โดยระนาบผ่านเส้นตั้งฉากไปยังพื้นผิว ณ จุดนั้นและผ่านทิศทางของแรงไฟฟ้าที่จุดนั้น ในทางกลับกัน มันควรจะเป็น

ให้เราแทนด้วยε 2 มุมที่เกิดจากแรง F 2 กับค่าปกติ n 2 (ภายในไดอิเล็กตริกที่สอง) และผ่าน ε 1 มุมที่เกิดจากแรง F 1 ที่มีค่าปกติเท่ากัน n 2 จากนั้นใช้สูตร (31 ) และ (30) เราพบว่า

ดังนั้นบนพื้นผิวที่แยกไดอิเล็กทริกสองตัวออกจากกัน แรงไฟฟ้าจะผ่านการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของมัน เหมือนกับลำแสงที่ส่องเข้ามาจากตัวกลางที่หนึ่งไปยังอีกตัวกลาง ผลที่ตามมาของทฤษฎีนี้ได้รับการพิสูจน์โดยประสบการณ์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ไฟฟ้าสถิต- เป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาคุณสมบัติและปฏิสัมพันธ์ของวัตถุหรืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งไม่มีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อยและมีประจุไฟฟ้า

ค่าไฟฟ้า- นี่คือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณสมบัติของวัตถุหรืออนุภาคเพื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าและกำหนดค่าของแรงและพลังงานในระหว่างการโต้ตอบเหล่านี้. ในระบบหน่วยสากล หน่วยประจุไฟฟ้าคือจี้ (C)

ประจุไฟฟ้ามีสองประเภท:

• เชิงบวก;
• เชิงลบ.

วัตถุนั้นเป็นกลางทางไฟฟ้าหากประจุทั้งหมดของอนุภาคที่มีประจุลบที่ประกอบเป็นร่างกายนั้นเท่ากับประจุทั้งหมดของอนุภาคที่มีประจุบวก

ตัวพาประจุไฟฟ้าที่เสถียรคือ อนุภาคมูลฐานและปฏิปักษ์

ตัวพาประจุบวกคือโปรตอนและโพซิตรอน ส่วนพาหะประจุลบคืออิเล็กตรอนและแอนติโปรตอน

ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของระบบเท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุของวัตถุที่รวมอยู่ในระบบ นั่นคือ:

กฎการอนุรักษ์ประจุ: ในระบบปิดและแยกด้วยไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าทั้งหมดยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ไม่ว่ากระบวนการใดจะเกิดขึ้นภายในระบบ

ระบบแยกเป็นระบบที่ สภาพแวดล้อมภายนอกอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าหรือวัตถุใด ๆ ไม่ทะลุผ่านขอบเขตของมัน

กฎการอนุรักษ์ประจุ- นี่เป็นผลมาจากการอนุรักษ์จำนวนของอนุภาค การกระจายของอนุภาคในอวกาศเกิดขึ้น

ตัวนำ- สิ่งเหล่านี้คือวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระยะทางไกล
ตัวอย่างของตัวนำ: โลหะในสถานะของแข็งและของเหลว ก๊าซไอออไนซ์ สารละลายอิเล็กโทรไลต์

ไดอิเล็กทริก- สิ่งเหล่านี้คือร่างกายที่มีประจุที่ไม่สามารถเคลื่อนที่จากส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายไปยังส่วนอื่นได้นั่นคือประจุที่ถูกผูกไว้
ตัวอย่างของไดอิเล็กทริก: ควอทซ์ อำพัน อีโบไนต์ ก๊าซภายใต้สภาวะปกติ

กระแสไฟฟ้า- นี่เป็นกระบวนการดังกล่าวซึ่งเป็นผลมาจากการที่ร่างกายได้รับความสามารถในการมีส่วนร่วมในการโต้ตอบทางแม่เหล็กไฟฟ้านั่นคือพวกเขาได้รับประจุไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าของร่างกาย- นี่เป็นกระบวนการของการกระจายประจุไฟฟ้าในร่างกายอันเป็นผลมาจากการที่ประจุของวัตถุกลายเป็นสัญญาณตรงกันข้าม

ประเภทของกระแสไฟฟ้า:

• กระแสไฟฟ้าเนื่องจากการนำไฟฟ้า. เมื่อวัตถุโลหะสองชิ้นสัมผัสกัน ตัวหนึ่งมีประจุและอีกตัวเป็นกลาง จากนั้นอิเล็กตรอนอิสระจำนวนหนึ่งจะส่งผ่านจากวัตถุที่มีประจุไปยังตัวที่เป็นกลางหากประจุของร่างกายเป็นลบ และในทางกลับกัน หากประจุของร่างกายเป็นบวก

  ด้วยเหตุนี้ ในกรณีแรก วัตถุที่เป็นกลางจะได้รับประจุลบ ในกรณีที่สอง - ประจุบวก

• กระแสไฟฟ้าโดยแรงเสียดทาน. เป็นผลมาจากการสัมผัสในระหว่างการเสียดสีกับวัตถุที่เป็นกลางบางตัว อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง กระแสไฟฟ้าจากการเสียดสีเป็นสาเหตุของไฟฟ้าสถิต ซึ่งสามารถมองเห็นการปล่อยประจุได้ เช่น เมื่อหวีผมด้วยหวีพลาสติกหรือถอดเสื้อใยสังเคราะห์หรือเสื้อกันหนาว
• กระแสไฟฟ้าผ่านอิทธิพลเกิดขึ้นหากร่างกายที่มีประจุถูกนำไปยังส่วนท้ายของแท่งโลหะที่เป็นกลางซึ่งในกรณีนี้จะเกิดการละเมิดการกระจายตัวของประจุบวกและลบอย่างสม่ำเสมอ การกระจายของพวกมันเกิดขึ้นในลักษณะที่แปลกประหลาด: ประจุลบส่วนเกินเกิดขึ้นในส่วนหนึ่งของแกนและประจุบวกอีกด้านหนึ่ง ประจุดังกล่าวเรียกว่าเหนี่ยวนำซึ่งอธิบายได้จากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระในโลหะภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของวัตถุที่มีประจุ

ค่าจุดเป็นร่างกายที่มีประจุซึ่งมีขนาดภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดสามารถละเลยได้

ค่าจุดเป็นจุดวัสดุที่มีประจุไฟฟ้า
วัตถุที่มีประจุจะโต้ตอบกันในลักษณะต่อไปนี้: วัตถุที่มีประจุตรงข้ามจะดึงดูด และวัตถุที่มีประจุคล้ายกันจะขับไล่

กฎของคูลอมบ์: แรงของการโต้ตอบของประจุคงที่สองจุด q1 และ q2 ในสุญญากาศเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของค่าของประจุและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน:

คุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้าคือสนามไฟฟ้าส่งอิทธิพลต่อประจุไฟฟ้าด้วยแรงบางอย่าง สนามไฟฟ้าเป็นกรณีพิเศษของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าสถิตคือสนามไฟฟ้าของประจุคงที่ ความแรงของสนามไฟฟ้าคือปริมาณเวกเตอร์ที่กำหนดคุณลักษณะของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนด ความแรงของสนามที่จุดที่กำหนดจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อจุดประจุที่วางที่จุดที่กำหนดในสนามต่อขนาดของประจุนี้:

ความเครียดคือลักษณะกำลังของสนามไฟฟ้า ช่วยให้คุณสามารถคำนวณแรงที่กระทำต่อประจุนี้: F = qE

ในระบบหน่วยสากล หน่วยของแรงคือ โวลต์ ต่อ เมตร เส้นความตึงเป็นเส้นจินตภาพที่จำเป็นในการใช้การแสดงภาพกราฟิกของสนามไฟฟ้า เส้นความตึงถูกวาดขึ้นเพื่อให้เส้นสัมผัสแต่ละจุดในอวกาศตรงกับทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนาม ณ จุดที่กำหนด

หลักการทับซ้อนของสนาม: ความแรงของสนามจากหลายแหล่งเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของจุดแข็งของสนามแต่ละแหล่ง

ขั้วไฟฟ้า- นี่คือเซตของค่าสัมบูรณ์สองค่าที่เท่ากันของประจุที่จุดตรงข้าม (+q และ -q) ซึ่งอยู่ห่างกันพอสมควร

โมเมนต์ไดโพล (ไฟฟ้า)เป็นปริมาณทางกายภาพของเวกเตอร์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะหลักของไดโพล
ในระบบหน่วยสากล หน่วยของโมเมนต์ไดโพลคือคูลอมบ์เมตร (C/m)

ประเภทของไดอิเล็กทริก:

• โพลาร์ซึ่งรวมถึงโมเลกุลที่จุดศูนย์กลางการกระจายประจุบวกและประจุลบไม่ตรงกัน (ไดโพลไฟฟ้า)
• ไม่มีขั้วในโมเลกุลและอะตอมซึ่งจุดศูนย์กลางของการกระจายประจุบวกและประจุลบตรงกัน

โพลาไรเซชันเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อไดอิเล็กทริกถูกวางลงในสนามไฟฟ้า

โพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก- นี่คือกระบวนการของการกระจัดของประจุบวกและลบที่ถูกผูกไว้ของอิเล็กทริกในทิศทางตรงกันข้ามภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของไดอิเล็กทริกและถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของโมดูลัสความแรงสนามไฟฟ้าในสุญญากาศต่อโมดูลัสกำลังของสนามนี้ภายในไดอิเล็กตริกที่เป็นเนื้อเดียวกัน

การอนุญาติให้เป็นปริมาณที่ไม่มีมิติและแสดงเป็นหน่วยที่ไม่มีมิติ

เฟอร์โรอิเล็กทริก- นี่คือกลุ่มของไดอิเล็กทริกที่เป็นผลึกที่ไม่มีสนามไฟฟ้าภายนอก และแทนที่จะมีการวางแนวของโมเมนต์ไดโพลของอนุภาคที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

เพียโซอิเล็กทริกเอฟเฟกต์- นี่เป็นผลกระทบในระหว่างการเปลี่ยนรูปทางกลของผลึกบางส่วนในบางทิศทาง โดยที่ประจุไฟฟ้าตรงข้ามเกิดขึ้นบนใบหน้าของพวกเขา

ศักย์สนามไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้าสถิต- นี่คือปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณลักษณะของสนามไฟฟ้าสถิต ณ จุดที่กำหนด ซึ่งถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของพลังงานศักย์ของการโต้ตอบของประจุกับสนามต่อค่าของประจุที่วางอยู่ที่จุดที่กำหนดของสนาม:

ในระบบหน่วยสากล หน่วยวัดคือโวลต์ (V)
ศักย์สนามของการชาร์จแบบจุดถูกกำหนดโดย:

ภายใต้เงื่อนไขถ้า q > 0 แล้ว k > 0; ถ้า q

หลักการซ้อนทับกันของสนามเพื่อศักยภาพ: หากสนามไฟฟ้าสถิตถูกสร้างขึ้นจากหลายแหล่ง ศักยภาพ ณ จุดที่กำหนดในอวกาศจะถูกกำหนดเป็นผลรวมเชิงพีชคณิตของศักย์ไฟฟ้า:

ความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดของสนามไฟฟ้าคือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดโดยอัตราส่วนของงานของแรงไฟฟ้าสถิตเพื่อเคลื่อนประจุบวกจากจุดเริ่มต้นไปยังจุดสุดท้ายต่อประจุนี้:

พื้นผิวเทียบเท่า- นี่คือพื้นที่เรขาคณิตของจุดของสนามไฟฟ้าสถิตซึ่งค่าศักย์จะเท่ากัน

ความจุไฟฟ้า- เป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวนำ ซึ่งเป็นการวัดเชิงปริมาณของความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้า.

ความจุไฟฟ้าของตัวนำเดี่ยวถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของประจุของตัวนำต่อศักย์ไฟฟ้า ในขณะที่เราคิดว่าศักย์ไฟฟ้าของสนามตัวนำจะถือว่าศูนย์ ณ จุดที่ไกลสุดอนันต์:

กฎของโอห์ม

ส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของห่วงโซ่- นี่คือส่วนของวงจรที่ไม่มีแหล่งจ่ายกระแส แรงดันไฟฟ้าในส่วนดังกล่าวจะถูกกำหนดโดยความต่างศักย์ที่ปลายนั่นคือ:

ในปี ค.ศ. 1826 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Ohm ได้ค้นพบกฎหมายที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความแรงของกระแสไฟฟ้าในส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของวงจรกับแรงดันไฟที่ตัดขวางนั้น: ความแรงของกระแสในตัวนำนั้นแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ตัดขวางนั้น โดยที่ G คือสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนซึ่งเรียกในกฎหมายนี้ว่าค่าการนำไฟฟ้าหรือค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำซึ่งถูกกำหนดโดยสูตร

การนำไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพที่เป็นส่วนกลับของความต้านทาน

ในระบบหน่วยสากล หน่วยของการนำไฟฟ้าคือซีเมนส์ (Sm)

ความหมายทางกายภาพของซีเมนส์: 1 ซม. คือค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำที่มีความต้านทาน 1 โอห์ม
เพื่อให้ได้กฎของโอห์มสำหรับส่วนของวงจร จำเป็นต้องแทนที่ความต้านทาน R ในสูตรข้างต้น แทนที่จะเป็นค่าการนำไฟฟ้า จากนั้น:

กฎของโอห์มสำหรับส่วนวงจร: ความแรงของกระแสในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟและแปรผกผันกับความต้านทานของส่วนวงจร

กฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์: ความแรงของกระแสในวงจรปิดที่ไม่มีการแยกย่อย รวมถึงแหล่งกำเนิดกระแส เป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดนี้ และเป็นสัดส่วนผกผันกับผลรวมของความต้านทานภายนอกและภายในของวงจรนี้:

กฎการลงนาม:

• หากเมื่อข้ามวงจรไปในทิศทางที่เลือก กระแสภายในแหล่งกำเนิดไปในทิศทางของบายพาส ดังนั้น EMF ของแหล่งกำเนิดนี้จะถือเป็นค่าบวก
• หากเมื่อข้ามวงจรไปในทิศทางที่เลือก กระแสภายในแหล่งกำเนิดไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม EMF ของแหล่งกำเนิดนี้จะถือเป็นลบ

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF)- นี่คือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะการกระทำของแรงภายนอกในแหล่งปัจจุบัน นี่คือลักษณะพลังงานของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน สำหรับวงปิด EMF ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของงานของแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุบวกไปตามวงปิดต่อประจุนี้:

ในระบบหน่วยสากล หน่วยวัดสำหรับ EMF คือโวลต์ ด้วยวงจรเปิด EMF ของแหล่งจ่ายกระแสจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัน

กฎหมายจูล-เลนซ์: ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาจากตัวนำที่นำพากระแสจะถูกกำหนดโดยผลคูณของกำลังสองของกำลังกระแส ความต้านทานของตัวนำ และเวลาที่ใช้กระแสไหลผ่านตัวนำ:

เมื่อเคลื่อนสนามไฟฟ้าของประจุไปตามส่วนของวงจร มันทำงาน ซึ่งถูกกำหนดโดยผลคูณของประจุและแรงดันที่ส่วนท้ายของส่วนนี้ของวงจร:

ไฟฟ้ากระแสตรง- นี่คือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดอัตราของงานที่ทำโดยสนามเพื่อย้ายอนุภาคที่มีประจุไปตามตัวนำและถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของงานของกระแสในช่วงเวลาต่อช่วงเวลานี้:

กฎของเคอร์ชอฟฟ์ซึ่งใช้ในการคำนวณวงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบแยกส่วนซึ่งมีสาระสำคัญคือการค้นหาตามความต้านทานที่กำหนด ส่วนของวงจรและ EMF ของกระแสที่ใช้กับพวกมันในแต่ละส่วน

กฎข้อแรกคือกฎของโหนด: ผลรวมเชิงพีชคณิตของกระแสที่มาบรรจบกันที่โหนดคือจุดที่มีทิศทางปัจจุบันที่เป็นไปได้มากกว่าสองทิศทาง มีค่าเท่ากับศูนย์

กฎข้อที่สองคือกฎของวงจร: ในวงจรปิดใดๆ ในวงจรไฟฟ้าแบบแยกแขนง ผลรวมเชิงพีชคณิตของผลิตภัณฑ์ของจุดแข็งในปัจจุบันและความต้านทานของส่วนที่เกี่ยวข้องของวงจรนี้กำหนดโดยผลรวมเชิงพีชคณิตของ EMF ที่ใช้ ในนั้น:

สนามแม่เหล็ก- นี่เป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีความเฉพาะเจาะจงว่าสนามนี้มีผลเฉพาะกับอนุภาคและวัตถุที่เคลื่อนที่ซึ่งมีประจุไฟฟ้า เช่นเดียวกับวัตถุที่มีสนามแม่เหล็ก โดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนที่

เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก- เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่กำหนดลักษณะของสนามแม่เหล็ก ณ จุดใด ๆ ในอวกาศ ซึ่งกำหนดอัตราส่วนของแรงที่กระทำจากสนามแม่เหล็กบนองค์ประกอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าต่อผลคูณของความแรงกระแสและความยาวขององค์ประกอบตัวนำ เท่ากับค่าสัมบูรณ์ต่ออัตราส่วนของฟลักซ์แม่เหล็กผ่านหน้าตัดของพื้นที่ต่อพื้นที่ของหน้าตัดนี้

ในระบบหน่วยสากล หน่วยของการเหนี่ยวนำคือ เทสลา (T)

วงจรแม่เหล็กคือกลุ่มของวัตถุหรือบริเวณของอวกาศที่มีความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก

ฟลักซ์แม่เหล็ก (ฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก)- นี่คือปริมาณทางกายภาพซึ่งกำหนดโดยผลคูณของโมดูลัสของเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็กโดยพื้นที่ของพื้นผิวเรียบและโดยโคไซน์ของมุมระหว่างเวกเตอร์ปกติกับพื้นผิวเรียบ / มุมระหว่าง เวกเตอร์ปกติและทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำ

ในระบบหน่วยสากล หน่วยของฟลักซ์แม่เหล็กคือเวเบอร์ (Wb)
ทฤษฎีบทออสโตรกราดสกี-เกาส์สำหรับฟลักซ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก: ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านพื้นผิวปิดโดยพลการจะเป็นศูนย์:

กฎของโอห์มสำหรับวงจรแม่เหล็กปิด:

การซึมผ่านของแม่เหล็กเป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณลักษณะแม่เหล็กของสสาร ซึ่งถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของโมดูลัสของเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็กในตัวกลางต่อโมดูลัสของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำที่จุดเดียวกันในอวกาศในสุญญากาศ:

ความแรงของสนามแม่เหล็กเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่กำหนดและกำหนดลักษณะสนามแม่เหล็กและมีค่าเท่ากับ:

เพาเวอร์แอมป์คือ แรงที่กระทำโดยสนามแม่เหล็กบนตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แรงพื้นฐานของแอมแปร์ถูกกำหนดโดยอัตราส่วน:

กฎของแอมแปร์: โมดูลัสของแรงที่กระทำต่อตัวนำชิ้นเล็กๆ ที่กระแสไหลผ่านจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอที่มีการเหนี่ยวนำทำมุมกับธาตุ

หลักการทับซ้อน: เมื่อ ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ แหล่งกำเนิดที่หลากหลายก่อตัวเป็นสนามแม่เหล็ก ซึ่งการเหนี่ยวนำคือ B1, B2, .. ดังนั้นการเหนี่ยวนำสนามที่ได้ ณ จุดนี้จะเท่ากับ:

กฎ Gimlet หรือกฎสกรูขวา:ถ้าทิศทางการเคลื่อนที่ของปลายไขควงขณะขันเกลียวตรงกับทิศทางของกระแสน้ำในอวกาศ ทิศทางของการเคลื่อนที่แบบหมุนของวงแหวนรองในแต่ละจุดจะตรงกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

กฎหมาย Biot-Savart-Laplace:กำหนดขนาดและทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ณ จุดใด ๆ ของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นในสุญญากาศโดยองค์ประกอบตัวนำที่มีความยาวตามกระแส:

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แรงลอเรนซ์คือแรงที่ส่งผลต่ออนุภาคที่เคลื่อนที่จากสนามแม่เหล็ก:

กฎมือซ้าย:

1. จำเป็นต้องวางมือซ้ายเพื่อให้เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กเข้าสู่ฝ่ามือและสี่นิ้วที่ยื่นออกมาจะถูกกำหนดทิศทางร่วมกับกระแสจากนั้นงอ 90 ° นิ้วหัวแม่มือจะแสดงทิศทางของแรงแอมแปร์
2. จำเป็นต้องวางมือซ้ายเพื่อให้เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กเข้าสู่ฝ่ามือและสี่นิ้วที่ยื่นออกมาตรงกับทิศทางของความเร็วของอนุภาคที่มีประจุอนุภาคบวกหรือพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับความเร็วของอนุภาคด้วยค่าลบ ประจุอนุภาคแล้วนิ้วหัวแม่มืองอ 90 °จะแสดงทิศทางแรงลอเรนซ์ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุ

หากมีการกระทำร่วมกันในประจุเคลื่อนที่ของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แรงที่เกิดขึ้นจะถูกกำหนดโดย:

แมสสเปกโตรกราฟและแมสสเปกโตรมิเตอร์- เป็นเครื่องมือที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการวัดมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุอย่างแม่นยำ

กฎของฟาราเดย์ กฎของเลนซ์

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า- นี่เป็นปรากฏการณ์ที่ประกอบด้วย EMF ของการเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในวงจรการนำไฟฟ้าที่อยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ

กฎของฟาราเดย์: EMF ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในวงจรมีค่าเท่ากันและตรงข้ามกับสัญญาณของอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก Ф ผ่านพื้นผิวที่ล้อมรอบด้วยวงจรนี้:

กระแสเหนี่ยวนำ- นี่คือกระแสที่เกิดขึ้นหากประจุภายใต้การกระทำของกองกำลังลอเรนซ์เริ่มเคลื่อนไหว

กฎของเลนซ์: กระแสเหนี่ยวนำที่ปรากฎในวงจรปิดมักจะมีทิศทางที่ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นผ่านบริเวณที่ล้อมรอบด้วยวงจรมักจะชดเชยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสนี้

วิธีใช้กฎ Lenz เพื่อกำหนดทิศทางของกระแสอุปนัย:

สนามกระแสน้ำวน- นี่คือสนามที่เส้นแรงตึงเป็นเส้นปิด สาเหตุของการเกิดสนามไฟฟ้าด้วยสนามแม่เหล็ก
การทำงานของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนเมื่อเคลื่อนที่ประจุบวกเดียวไปตามตัวนำคงที่แบบปิด มีค่าเท่ากับ EMF การเหนี่ยวนำในตัวนำนี้

โทกิ ฟูโกต์- เหล่านี้เป็นกระแสเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่ปรากฏในตัวนำขนาดใหญ่เนื่องจากความต้านทานมีขนาดเล็ก ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาโดยกระแสน้ำวนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของความถี่ของการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็ก

การเหนี่ยวนำตนเอง ตัวเหนี่ยวนำ

การเหนี่ยวนำตนเอง- นี่เป็นปรากฏการณ์ที่ประกอบด้วยความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ในตัวนำมากซึ่งกระแสไหลซึ่งก่อตัวเป็นสนามนี้

ฟลักซ์แม่เหล็ก Ф ของวงจรที่มีกระแส I ถูกกำหนดโดย:
Ф \u003d L โดยที่ L คือสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตนเอง (ตัวเหนี่ยวนำกระแส)

ตัวเหนี่ยวนำ- นี่คือปริมาณทางกายภาพซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ EMF ของการเหนี่ยวนำตนเองที่ปรากฏในวงจรเมื่อความแรงของกระแสเปลี่ยนแปลงถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของฟลักซ์แม่เหล็กผ่านพื้นผิวที่ล้อมรอบด้วยตัวนำต่อความแรงของกระแสตรง ในวงจร:

ในระบบหน่วยสากล หน่วยของการเหนี่ยวนำคือเฮนรี่ (H)
EMF ของการเหนี่ยวนำตนเองถูกกำหนดโดย:

พลังงานของสนามแม่เหล็กถูกกำหนดโดย:

ความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรของสนามแม่เหล็กในตัวกลางไอโซโทรปิกและไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติกถูกกำหนดโดย:

การนำไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้า
อิมพีแดนซ์ไฟฟ้า ดูสิ่งนี้ด้วย: Portal:ฟิสิกส์

ไฟฟ้าสถิต- สาขาวิชาไฟฟ้าศึกษาปฏิสัมพันธ์ของประจุไฟฟ้าที่ไม่เคลื่อนที่

ระหว่าง ที่มีชื่อเดียวกันวัตถุที่มีประจุมีแรงผลักจากไฟฟ้าสถิต (หรือคูลอมบ์) และระหว่าง แตกต่างประจุ - แรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต ปรากฏการณ์ของแรงผลักของประจุที่คล้ายคลึงกันนั้นเกิดขึ้นจากการสร้างอิเล็กโทรสโคป - อุปกรณ์สำหรับตรวจจับประจุไฟฟ้า

ไฟฟ้าสถิตเป็นไปตามกฎของคูลอมบ์ กฎหมายนี้อธิบายปฏิสัมพันธ์ของประจุไฟฟ้าแบบจุด

เรื่องราว

ผลงานของคูลอมบ์วางรากฐานสำหรับไฟฟ้าสถิต (แม้ว่าจะสิบปีก่อนหน้าเขา คาเวนดิชได้รับผลลัพธ์แบบเดียวกัน แม้จะมีความแม่นยำมากกว่าเดิม ผลงานของคาเวนดิชถูกเก็บไว้ในเอกสารสำคัญของครอบครัวและเผยแพร่ในอีกร้อยปีต่อมา); กฎของปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าที่ค้นพบโดยหลังทำให้ Green, Gauss และ Poisson สร้างทฤษฎีที่สง่างามทางคณิตศาสตร์ได้ ส่วนที่สำคัญที่สุดของไฟฟ้าสถิตคือทฤษฎีศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยกรีนและเกาส์ Rees ได้ทำการวิจัยเชิงทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต ซึ่งหนังสือในอดีตเคยเป็นตัวช่วยหลักในการศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก

การหาค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K ของสารใดๆ ซึ่งเป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่รวมอยู่ในสูตรเกือบทั้งหมดที่ต้องจัดการในไฟฟ้าสถิต สามารถทำได้หลายวิธี วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดมีดังนี้

1) การเปรียบเทียบความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุสองตัวที่มีขนาดและรูปร่างเท่ากัน แต่ตัวหนึ่งมีชั้นฉนวนของอากาศ ส่วนอีกตัวมีชั้นของไดอิเล็กทริกที่ทดสอบ

2) การเปรียบเทียบแรงดึงดูดระหว่างพื้นผิวของตัวเก็บประจุเมื่อพื้นผิวเหล่านี้ได้รับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น แต่ในกรณีหนึ่งมีอากาศอยู่ระหว่างพวกเขา (แรงดึงดูด \u003d F 0) ในกรณีอื่น - ฉนวนของเหลวทดสอบ ( แรงดึงดูด \u003d F) ค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกหาได้จากสูตร:

3) การสังเกตคลื่นไฟฟ้า (ดู การสั่นของไฟฟ้า) ที่แพร่กระจายไปตามสายไฟ ตามทฤษฎีของ Maxwell ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไฟฟ้าตามเส้นลวดแสดงโดยสูตร

โดยที่ K หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่อยู่รอบเส้นลวด μ หมายถึงการซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลางนี้ เป็นไปได้ที่จะตั้งค่า μ = 1 สำหรับร่างกายส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงกลายเป็น

เป็นเรื่องปกติที่จะเปรียบเทียบความยาวของคลื่นไฟฟ้าที่ยืนอยู่ในส่วนต่างๆ ของเส้นลวดเดียวกันในอากาศและในไดอิเล็กตริกที่ทดสอบ (ของเหลว) เมื่อพิจารณาความยาวเหล่านี้ λ 0 และ λ เราจะได้ K = λ 0 2 / λ 2 ตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ เป็นไปตามนั้นเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในสารที่เป็นฉนวนใดๆ การเสียรูปพิเศษจะเกิดขึ้นภายในสารนี้ ตามท่อเหนี่ยวนำ ตัวกลางที่เป็นฉนวนจะถูกโพลาไรซ์ การกระจัดไฟฟ้าเกิดขึ้นในตัวซึ่งสามารถเปรียบได้กับการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่เป็นบวกในทิศทางของแกนของท่อเหล่านี้และปริมาณไฟฟ้าที่ไหลผ่านแต่ละส่วนของท่อเท่ากับ

ทฤษฎีของ Maxwell ทำให้สามารถค้นหาการแสดงออกของแรงภายในเหล่านั้น (แรงตึงและความดัน) ที่ปรากฏในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในตัวพวกมัน คำถามนี้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกโดยแมกซ์เวลล์เอง และต่อมาและเฮล์มโฮลทซ์อย่างละเอียดยิ่งขึ้น การพัฒนาเพิ่มเติมของทฤษฎีของปัญหานี้และทฤษฎีของไฟฟ้าสถิต (นั่นคือทฤษฎีที่พิจารณาปรากฏการณ์ที่ขึ้นอยู่กับการเกิดขึ้นของแรงดันไฟฟ้าพิเศษในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในพวกเขา) เป็นผลงานของ Lorberg, Kirchhoff P. Duhem, N. N. Schiller และคนอื่นๆ

เงื่อนไขชายแดน

ให้เราสรุปบทสรุปที่สำคัญที่สุดของแผนกไฟฟ้าด้วยการพิจารณาคำถามเรื่องการหักเหของหลอดเหนี่ยวนำ ลองนึกภาพไดอิเล็กทริกสองตัวในสนามไฟฟ้า แยกออกจากกันโดยพื้นผิว S บางส่วน โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K 1 และ K 2

ให้ที่จุด P 1 และ P 2 ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิว S ทั้งสองด้านอย่างไม่สิ้นสุด ขนาดของศักย์ไฟฟ้าจะแสดงผ่าน V 1 และ V 2 และขนาดของแรงที่สัมผัสโดยหน่วยของไฟฟ้าบวกที่วางอยู่ที่จุดเหล่านี้ คะแนนผ่าน F 1 และ F 2 จากนั้นสำหรับจุด P ที่วางอยู่บนพื้นผิว S นั้นควรเป็น V 1 = V 2

ถ้า ds แทนการกระจัดเล็กน้อยตามแนวตัดของระนาบสัมผัสกับพื้นผิว S ที่จุด P โดยระนาบผ่านเส้นตั้งฉากไปยังพื้นผิว ณ จุดนั้นและผ่านทิศทางของแรงไฟฟ้าที่จุดนั้น ในทางกลับกัน มันควรจะเป็น

แทนด้วย ε 2 มุมที่เกิดจากแรง F2 กับ n2 ปกติ (ภายในไดอิเล็กตริกที่สอง) และผ่าน ε 1 มุมที่เกิดจากแรง F 1 ที่มีค่าปกติเหมือนกัน n 2 จากนั้น ใช้สูตร (31) และ (30) ) เราพบว่า

ดังนั้นบนพื้นผิวที่แยกไดอิเล็กทริกสองตัวออกจากกัน แรงไฟฟ้าจะผ่านการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของมัน เหมือนกับลำแสงที่ส่องเข้ามาจากตัวกลางที่หนึ่งไปยังอีกตัวกลาง ผลที่ตามมาของทฤษฎีนี้ได้รับการพิสูจน์โดยประสบการณ์

ดูสิ่งนี้ด้วย

• การคายประจุไฟฟ้าสถิต

วรรณกรรม

• Landau, L. D. , Lifshitz, E. M.ทฤษฎีสนาม. - รุ่นที่ 7 แก้ไขแล้ว - ม.: เนาคา, 2531. - 512 น. - ("ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี" เล่มที่ 2) - ไอเอสบีเอ็น 5-02-014420-7
• Matveev A.N.ไฟฟ้าและแม่เหล็ก มอสโก: โรงเรียนมัธยม 2526
• อุโมงค์ ม.-อ.พื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้าและทฤษฎีสัมพัทธภาพ ต่อ. จากเ ม.: วรรณคดีต่างประเทศ, 2505. 488 น.
• Borgman "รากฐานของหลักคำสอนของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก" (ฉบับที่ 1);
• แมกซ์เวลล์ "ตำราไฟฟ้าและแม่เหล็ก" (ฉบับที่ 1);
• Poincaré "Electricité et Optique"";
• Wiedemann, "Die Lehre von der Elektricität" (ฉบับที่ 1);

ลิงค์

• คอนสแตนติน บ็อกดานอฟไฟฟ้าสถิตสามารถทำอะไรได้บ้าง // ควอนตัม. - ม.: สำนักควอนตัม, 2553. - ครั้งที่ 2

สารานุกรม YouTube

• 1 / 5

  ผลงานของคูลอมบ์วางรากฐานสำหรับไฟฟ้าสถิต (แม้ว่าจะสิบปีก่อนหน้าเขา คาเวนดิชได้รับผลลัพธ์แบบเดียวกัน แม้จะมีความแม่นยำมากกว่าเดิม ผลงานของคาเวนดิชถูกเก็บไว้ในเอกสารสำคัญของครอบครัวและเผยแพร่ในอีกร้อยปีต่อมา); กฎของปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าที่ค้นพบโดยหลังทำให้ Green, Gauss และ Poisson สร้างทฤษฎีที่สง่างามทางคณิตศาสตร์ได้ ส่วนที่สำคัญที่สุดของไฟฟ้าสถิตคือทฤษฎีศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยกรีนและเกาส์ Rees ได้ทำการวิจัยเชิงทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต ซึ่งหนังสือในอดีตเคยเป็นตัวช่วยหลักในการศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้

  ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก

  การหาค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K ของสารใดๆ ซึ่งเป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่รวมอยู่ในสูตรเกือบทั้งหมดที่ต้องจัดการในไฟฟ้าสถิต สามารถทำได้หลายวิธี วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดมีดังนี้

  1) การเปรียบเทียบความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุสองตัวที่มีขนาดและรูปร่างเท่ากัน แต่ตัวหนึ่งมีชั้นฉนวนของอากาศ ส่วนอีกตัวมีชั้นของไดอิเล็กทริกที่ทดสอบ

  2) การเปรียบเทียบแรงดึงดูดระหว่างพื้นผิวของตัวเก็บประจุเมื่อพื้นผิวเหล่านี้ได้รับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น แต่ในกรณีหนึ่งมีอากาศอยู่ระหว่างพวกเขา (แรงดึงดูด \u003d F 0) ในกรณีอื่น - ฉนวนของเหลวทดสอบ ( แรงดึงดูด \u003d F) ค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกหาได้จากสูตร:

  K = F 0 F . (\displaystyle K=(\frac (F_(0))(F)).)

  3) การสังเกตคลื่นไฟฟ้า (ดู การสั่นของไฟฟ้า) ที่แพร่กระจายไปตามสายไฟ ตามทฤษฎีของ Maxwell ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไฟฟ้าตามเส้นลวดแสดงโดยสูตร

  V = 1 K μ . (\displaystyle V=(\frac (1)(\sqrt (K\mu ))))

  โดยที่ K หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่อยู่รอบเส้นลวด μ หมายถึงการซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลางนี้ เป็นไปได้ที่จะตั้งค่า μ = 1 สำหรับร่างกายส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงกลายเป็น

  วี = 1 เค . (\displaystyle V=(\frac (1)(\sqrt (K))))

  เป็นเรื่องปกติที่จะเปรียบเทียบความยาวของคลื่นไฟฟ้าที่ยืนอยู่ในส่วนต่างๆ ของเส้นลวดเดียวกันในอากาศและในไดอิเล็กตริกที่ทดสอบ (ของเหลว) เมื่อพิจารณาความยาวเหล่านี้ λ 0 และ λ เราจะได้ K = λ 0 2 / λ 2 ตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ เป็นไปตามนั้นเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในสารที่เป็นฉนวนใดๆ การเสียรูปพิเศษจะเกิดขึ้นภายในสารนี้ ตามท่อเหนี่ยวนำ ตัวกลางที่เป็นฉนวนจะถูกโพลาไรซ์ การกระจัดไฟฟ้าเกิดขึ้นในตัวซึ่งสามารถเปรียบได้กับการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่เป็นบวกในทิศทางของแกนของท่อเหล่านี้และปริมาณไฟฟ้าที่ไหลผ่านแต่ละส่วนของท่อเท่ากับ

  D = 1 4 π K F . (\displaystyle D=(\frac (1)(4\pi ))KF.)

  ทฤษฎีของ Maxwell ทำให้สามารถค้นหาการแสดงออกของแรงภายในเหล่านั้น (แรงตึงและความดัน) ที่ปรากฏในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในตัวพวกมัน คำถามนี้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกโดยแมกซ์เวลล์เอง และต่อมาและเฮล์มโฮลทซ์อย่างละเอียดยิ่งขึ้น การพัฒนาเพิ่มเติมของทฤษฎีของปัญหานี้และทฤษฎีของไฟฟ้าสถิต (นั่นคือทฤษฎีที่พิจารณาปรากฏการณ์ที่ขึ้นอยู่กับการเกิดขึ้นของแรงดันไฟฟ้าพิเศษในไดอิเล็กทริกเมื่อสนามไฟฟ้าตื่นเต้นในพวกเขา) เป็นผลงานของ Lorberg, Kirchhoff P. Duhem, N. N. Schiller และคนอื่นๆ

  เงื่อนไขชายแดน

  ให้เราสรุปบทสรุปที่สำคัญที่สุดของแผนกไฟฟ้าด้วยการพิจารณาคำถามเรื่องการหักเหของหลอดเหนี่ยวนำ ลองนึกภาพไดอิเล็กทริกสองตัวในสนามไฟฟ้า แยกออกจากกันโดยพื้นผิว S บางส่วน โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริก K 1 และ K 2

  ให้ที่จุด P 1 และ P 2 ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิว S ทั้งสองด้านอย่างไม่สิ้นสุด ขนาดของศักย์ไฟฟ้าจะแสดงผ่าน V 1 และ V 2 และขนาดของแรงที่สัมผัสโดยหน่วยของไฟฟ้าบวกที่วางอยู่ที่จุดเหล่านี้ คะแนนผ่าน F 1 และ F 2 จากนั้นสำหรับจุด P ที่วางอยู่บนพื้นผิว S นั้นควรเป็น V 1 = V 2

  d V 1 d s = d V 2 d s , (30) (\displaystyle (\frac (dV_(1))(ds))=(\frac (dV_(2))(ds)),\qquad (30))

  ถ้า ds แทนการกระจัดเล็กน้อยตามแนวตัดของระนาบสัมผัสกับพื้นผิว S ที่จุด P โดยระนาบผ่านเส้นตั้งฉากไปยังพื้นผิว ณ จุดนั้นและผ่านทิศทางของแรงไฟฟ้าที่จุดนั้น ในทางกลับกัน มันควรจะเป็น

  K 1 d V 1 d n 1 + K 2 d V 2 d n 2 = 0. (31) (\displaystyle K_(1)(\frac (dV_(1))(dn_(1)))+K_(2)( \frac (dV_(2))(dn_(2)))=0.\qquad (31))

  แทนด้วย ε 2 มุมที่เกิดจากแรง F2 กับ n2 ปกติ (ภายในไดอิเล็กตริกที่สอง) และผ่าน ε 1 มุมที่เกิดจากแรง F 1 ที่มีค่าปกติเหมือนกัน n 2 จากนั้น ใช้สูตร (31) และ (30) ) เราพบว่า

  เสื้อ ก ε 1 เสื้อ ก ε 2 = K 1 K 2 . (\displaystyle (\frac (\mathrm (tg) (\varepsilon _(1)))(\mathrm (tg) (\varepsilon _(2))))=(\frac (K_(1))(K_( 2))).)

  ดังนั้นบนพื้นผิวที่แยกไดอิเล็กทริกสองตัวออกจากกัน แรงไฟฟ้าจะผ่านการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของมัน เหมือนกับลำแสงที่ส่องเข้ามาจากตัวกลางที่หนึ่งไปยังอีกตัวกลาง ผลที่ตามมาของทฤษฎีนี้ได้รับการพิสูจน์โดยประสบการณ์

  แผ่นโกงสูตรฟิสิกส์สำหรับสอบ

  และไม่เพียงเท่านั้น (อาจต้องใช้ 7, 8, 9, 10 และ 11 คลาส)

  สำหรับผู้เริ่มต้น รูปภาพที่สามารถพิมพ์ในรูปแบบกะทัดรัดได้

  กลศาสตร์

  1. ความดัน P=F/S
  2. ความหนาแน่น ρ=m/V
  3. ความดันที่ความลึกของของเหลว P=ρ∙g∙h
  4. แรงโน้มถ่วง Ft=mg
  5. 5. แรงอาร์คิมีดีน Fa=ρ w ∙g∙Vt
  6. สมการการเคลื่อนที่สำหรับการเคลื่อนที่แบบเร่งสม่ำเสมอ

  X=X0 + υ 0∙t+(a∙t 2)/2 S=( υ 2 -υ 0 2) /2а S=( υ +υ 0) ∙t /2

  1. สมการความเร็วสำหรับการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอ υ =υ 0 +a∙t
  2. อัตราเร่ง a=( υ -υ 0)/t
  3. ความเร็ววงกลม υ =2πR/ที
  4. ความเร่งสู่ศูนย์กลาง a= υ 2 / R
  5. ความสัมพันธ์ระหว่างคาบและความถี่ ν=1/T=ω/2π
  6. กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน F=ma
  7. กฎของฮุค ปี=-kx
  8. กฎความโน้มถ่วงสากล F=G∙M∙m/R 2
  9. น้ำหนักของร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง a P \u003d m (g + a)
  10. น้ำหนักของร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง a ↓ P \u003d m (g-a)
  11. แรงเสียดทาน Ffr=µN
  12. โมเมนตัมของร่างกาย p=m υ
  13. แรงกระตุ้น Ft=∆p
  14. โมเมนต์ M=F∙ℓ
  15. พลังงานศักย์ของร่างกายที่ยกขึ้นเหนือพื้นดิน Ep=mgh
  16. พลังงานศักย์ของร่างกายยืดหยุ่นได้ Ep=kx 2 /2
  17. พลังงานจลน์ของร่างกาย Ek=m υ 2 /2
  18. งาน A=F∙S∙cosα
  19. กำลัง N=A/t=F∙ υ
  20. ประสิทธิภาพ η=Ap/Az
  21. คาบการสั่นของลูกตุ้มคณิตศาสตร์ T=2π√ℓ/g
  22. คาบการสั่นของลูกตุ้มสปริง T=2 π √m/k
  23. สมการของการสั่นฮาร์มอนิก Х=Хmax∙cos ωt
  24. ความสัมพันธ์ของความยาวคลื่น ความเร็ว และคาบ λ= υ ตู่

  ฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์

  1. ปริมาณของสาร ν=N/ Na
  2. มวลโมลาร์ M=m/ν
  3. พุธ. ญาติ. พลังงานของโมเลกุลก๊าซโมโนโทมิก Ek=3/2∙kT
  4. สมการพื้นฐานของ MKT P=nkT=1/3nm 0 υ 2
  5. กฎหมาย Gay-Lussac (กระบวนการ isobaric) V/T =const
  6. กฎของชาร์ลส์ (กระบวนการไอโซโคริก) P/T =const
  7. ความชื้นสัมพัทธ์ φ=P/P 0 ∙100%
  8. อินเตอร์ พลังงานในอุดมคติ ก๊าซเดี่ยว U=3/2∙M/µ∙RT
  9. งานแก๊ส A=P∙ΔV
  10. กฎของบอยล์ - Mariotte (กระบวนการไอโซเทอร์มอล) PV=const
  11. ปริมาณความร้อนระหว่างการให้ความร้อน Q \u003d Cm (T 2 -T 1)
  12. ปริมาณความร้อนขณะหลอมเหลว Q=λm
  13. ปริมาณความร้อนระหว่างการกลายเป็นไอ Q=Lm
  14. ปริมาณความร้อนระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง Q=qm
  15. สมการสถานะสำหรับก๊าซในอุดมคติคือ PV=m/M∙RT
  16. กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ΔU=A+Q
  17. ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน η= (Q 1 - Q 2) / Q 1
  18. ประสิทธิภาพในอุดมคติ เครื่องยนต์ (รอบการ์โนต์) η \u003d (T 1 - T 2) / T 1

  ไฟฟ้าสถิตและอิเล็กโทรไดนามิกส์ - สูตรทางฟิสิกส์

  1. กฎของคูลอมบ์ F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
  2. ความแรงของสนามไฟฟ้า E=F/q
  3. ความตึงเครียดของอีเมล สนามของจุดประจุ E=k∙q/R 2
  4. ความหนาแน่นของประจุที่พื้นผิว σ = q/S
  5. ความตึงเครียดของอีเมล สนามของระนาบอนันต์ E=2πkσ
  6. ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ε=E 0 /E
  7. พลังงานศักย์ของการปฏิสัมพันธ์ ประจุ W= k∙q 1 q 2 /R
  8. ศักยภาพ φ=W/q
  9. ศักยภาพการชาร์จจุด φ=k∙q/R
  10. แรงดันไฟฟ้า U=A/q
  11. สำหรับสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ U=E∙d
  12. ความจุไฟฟ้า C=q/U
  13. ความจุของตัวเก็บประจุแบบแบน C=S∙ ε ∙ε 0/วัน
  14. พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ W=qU/2=q²/2С=CU²/2
  15. ปัจจุบัน I=q/t
  16. ความต้านทานตัวนำ R=ρ∙ℓ/S
  17. กฎของโอห์มสำหรับส่วนวงจร I=U/R
  18. กฎข้อสุดท้าย สารประกอบ I 1 \u003d I 2 \u003d I, U 1 + U 2 \u003d U, R 1 + R 2 \u003d R
  19. กฎหมายคู่ขนาน ต่อ U 1 \u003d U 2 \u003d U, I 1 + I 2 \u003d I, 1 / R 1 + 1 / R 2 \u003d 1 / R
  20. กำลังไฟฟ้า P=I∙U
  21. กฎจูล-เลนซ์ Q=I 2 Rt
  22. กฎของโอห์มสำหรับสายสมบูรณ์ I=ε/(R+r)
  23. กระแสไฟลัดวงจร (R=0) I=ε/r
  24. เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B=Fmax/ℓ∙I
  25. แรงแอมแปร์ Fa=IBℓsin α
  26. แรงลอเรนซ์ Fл=Bqυsin α
  27. ฟลักซ์แม่เหล็ก Ф=BSos α Ф=LI
  28. กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า Ei=ΔФ/Δt
  29. EMF ของการเหนี่ยวนำในตัวนำเคลื่อนที่ Ei=Вℓ υ บาป
  30. EMF ของการเหนี่ยวนำตนเอง Esi=-L∙ΔI/Δt
  31. พลังงานของสนามแม่เหล็กของขดลวด Wm \u003d LI 2 / 2
  32. การนับระยะเวลาการสั่น รูปร่าง T=2π ∙√LC
  33. ค่ารีแอกแตนซ์อุปนัย X L =ωL=2πLν
  34. ความจุ Xc=1/ωC
  35. ค่าปัจจุบันของ Id ปัจจุบัน \u003d Imax / √2
  36. แรงดัน RMS Ud=Umax/√2
  37. อิมพีแดนซ์ Z=√(Xc-XL) 2 +R 2

  เลนส์

  1. กฎการหักเหของแสง n 21 \u003d n 2 / n 1 \u003d υ 1 / υ 2
  2. ดัชนีหักเห n 21 =บาป α/บาป γ
  3. สูตรเลนส์บาง 1/F=1/d + 1/f
  4. กำลังแสงของเลนส์ D=1/F
  5. การรบกวนสูงสุด: Δd=kλ,
  6. การรบกวนขั้นต่ำ: Δd=(2k+1)λ/2
  7. ตะแกรงเฟืองท้าย d∙sin φ=k λ

  ฟิสิกส์ควอนตัม

  1. สูตรของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก hν=Aout+Ek, Ek=U ze
  2. ขอบสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก ν ถึง = Aout/h
  3. โมเมนตัมโฟตอน P=mc=h/ λ=E/s

  ฟิสิกส์ของนิวเคลียสอะตอม