Download miễn phí Khóa luận Vật dẫn trong điện trường và ứng dụng



Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Trangggyhh
Mở đầu .
Nội dung.
Phần 1: Vật dẫn trong điện trường.
Điều kiện cân bằng tĩnh điện. Tính chất của vật dẫn mang điện .
Hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện .
Điện dung –tụ điện .
Năng lượng điện trường .
Phương pháp ảnh điện .
Phần 2: ứng dụng
Dạng 1: Bài tập liên quan đến quả cầu dẫn điện (quả cầu kim loại)
Dạng 2: Bài tập áp dụng nguyên lí chồng chất
Dạng 3: Bài tập áp dụng định lí O –G .
Dạng 4: Bài tập áp dụng phương pháp ảnh điện .
Dạng 5: Bài tập liên quan đến tụ điện .


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-05-khoa_luan_vat_dan_trong_dien_truong_va_ung_dung.N3IWAhIbuS.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-53658/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

phần các đường sức của vật A đi ra vô
cùng. Đây là hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện một phần. áp dụng định lí về các
phần tử tương ứng cho tập hợp các đường sức điện trường xuất phất từ A và
tận cùng trên BC ta có: | q’ | < | q |
-Kết luận: Trong hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện một phần, độ lớn của điện
tích hưởng ứng nhỏ hơn độ lớn của điện tích trên vật mang điện.
b. Hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện toàn phần.
Hình 7: Hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện toàn phần.
-Trong trường hợp vật BC bao bọc kín vật mang điện A thì tất cả các đường
sức xuất phát từ A đều điểm tận cùng trên vật dẫn BC. Đó chính là hưởng ứng
tĩnh điện toàn phần. Trong trường hợp này áp dụng định lí các phần tử tương
ứng ta có: | q | = | q’ |
Kết luận: Trong hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện toàn phần, điện tích hưởng
ứng về độ lớn bằng điện tích của vật mang điện.
1.3. Điện dung – tụ điện.
14 | P a g e
1.3.1: Điện dung của vật dẫn cô lập.
-Một vật dẫn gọi là cô lập điện (gọi tắt là cô lập) nếu nó không chịu ảnh
hưởng điện của các vật mang điện khác. Nghĩa là các vật mang điện khác
không gây ảnh hưởnggì đến sự phân bố điện tích trên vật dẫn đang xét. Giả sử
một vật cô lập trung hoà điện, ta tích cho nó điện tích q, điện tích này sẽ phân
bố ở ngoài mặt vật dẫn sao cho điện trường bên trong vật dẫn bằng 0. Vật dẫn
khi đó là một vật đẳng thế với điện thế bằng V. Thực nghiệm chứng tỏ nếu
tăng thêm điện tích q cho vật dẫn thì điện thế V cũng tăng, nhưng tỉ số
V
q luôn
không đổi và bằng hằng số C nào đó gọi là điện dung của vật dẫn cô lập.
C
V
q
  VCq .
- Nếu V = 1 đơn vị điện thế thì C = q.
 Điện dung của một vật dẫn cô lập là một đại lượng vật lí về giá trị bằng
giá trị của điện tích mà vật dẫn tích được khi điện thế của nó bằng 1 đơn vị
điện thế.
- Ta nhận thấy rằng, với cùng 1 điện thế V, vật nào có điện dung C lớn thì vật
đó sẽ tích được một điện thế lớn hơn. Vậy điện dung của vật dẫn là đại lượng
đặc trưng cho khả năng tích điện của vật dẫn đó. Trong hệ đơn vị SI điện
dung được tích bằng fara (F).
V
CF
1
11 
-Người ta thường dùng các đơn vị là ước của fara là: microfara ( F),
nanoafara (nF) , picofara (pF).
1 F = 10-6 F , 1 nF = 10-9 F , 1 pF = 10-12 F
Tính điện dung của quả cầu kim loại bán kính R đặt trong môi trường đồng
nhất có hằng số điện môi .
15 | P a g e
V
qC 
q và V là điện tích và điện thế của quả cầu.
-Vì quả cầu là vật dẫn nên điện thế tại mọi điểm của quả cầu là như nhau và
bằng điện thế do điện tích Q coi như đặt tại tâm quả cầu gây ra tại điểm cách
tâm một khoảng bằng bán kính R.
R
qV
o4
  R
V
qC o4
Nếu ta đặt quả cầu trong chân không thì:
RC o4
1.3.2: Tụ điện - điện dung của tụ điện
a. Tụ điện.
-Định nghĩa: Tụ điện là một hệ thống gồm hai vật dẫn tích điện đều trái dấu
giữa chúng xảy ra hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện toàn phần.
-Tụ điện đơn giản nhất là tụ điện hình cầu, gồm hai quả cầu kim loại đồng
tâm. Hai mặt phẳng dẫn điện đặt song song cũng có thể coi là tụ điện (tụ điện
phẳng), nếu khoảng cách giữa chúng là nhỏ so với kích thước của chúng. Hai
hình trụ dẫn điện đồng trục cũng có thể coi là tụ điện (tụ điện hình trụ) nếu
chiều dài của chúng lớn so với khoảng cách giữa chúng. Hai vật dẫn tạo nên
tụ điện được gọi là các bản của tụ điện.
-Vì các đường sức bắt đầu từ một bản và tận cùng ở bản kia của tụ điện nên
điện tích ở trên hai bản là bằng nhau về trị số và khác dấu. Để tích điện cho tụ
có nhiều cách: ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện, bản
dương nối với cực dương, bản âm nối với cực âm của nguồn điện hay nối
một bản của tụ với nguồn điện không đổi và bản kia nối đất.
-Giả sử ở một trạng thái nào đó của tụ điện, giá trị tuyệt đối của điện tích trên
các bản là q, hiệu điện thế giữa hai bản là: U = V1 – V2 . Ta xét một trạng thái
16 | P a g e
khác của tụ điện trong đó q’= nq và hiệu điện thế giữa hai bản cũng biến đổi n
lần: V1’ – V2’ = n ( V1 – V2 )
C
VV
q
VV
q



 2121 ''
'
C là điện dung của tụ điện
Từ:.
21 VV
qC

 . Nếu V1 – V2 = 1  C = q
-Kết luận: Điện dung của tụ điện có giá trị bằng điện tích trên các bản khi
hiệu điện thế giữa hai bản bằng một đơn vị điện thế.
-Trong hệ SI, đơn vị điện dung là 1 fara (
V
CF
1
11  )
-Điện dung của một tụ điện phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và vị trí
tương đối của các bản và vào môi trường ở giữa hai bản. Khi giữa hai bản có
chất điện môi, điện dung của tụ điện lớn hơn khi giữa hai bản là chân không.
Nếu chất điện môi là đồng chất, chứa đầy không gian giữa hai bản, điện dung
tăng lên lần ( là hằng số điện môi của chất điện môi).
b. Điện dung của một số tụ điện.
+ Tụ điện phẳng.
-Đó là hệ hai bản kim loại phẳng cùng diện tích S đặt song song và cách nhau
một đoạn d. Hai bản này là hai bản của tụ điện. Khoảng cách d rất bé so với
khoảng cách của hai bản. Do đó điện trường giữa hai bản được coi như gây
bởi hai mặt sonh song vô hạn mang điện với mật độ điện bằng nhau nhưng
trái dấu. Hai bản được coi là hưởng ứng tĩnh điện toàn phần. Gọi V1 là điện
thế của bản mang điện tích +q còn V2 là điện thế của bản mang điện tích –q
-Ta có: Điện dung C được xác định từ công thức
U
q
VV
qC 


21
trong đó: U = E.d, E là điện trường giữa hai bản tụ điện
17 | P a g e
S
qE
oo 


-Nếu giữa hai bản là chân không (hay không khí) có:
d
SC o  oo CC .
-Từ biểu thức
d
S
U
qC o ta nhận thấy muốn tăng điện dung C thì phải tăng
S và giảm d. Tăng S thì kích thước của tụ sẽ lớn, giảm d (mà E không đổi) thì
U giảm. Nhưng mỗi tụ điện chỉ chịu được một hiệu điện thế U nhất định, quá
hiệu điện thế đó sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa hai bản tụ. Hiệu điện
thế lớn nhất mà mỗi tụ có thể chịu được gọi là hiệu điện thế đánh thủng. Vậy
ta có thể tăng điện dung bằng cách ghép song song các tụ hay tăng hằng số
điện môi .
+ Tụ điện cầu
Tụ điện cầu là tụ điện mà hai bản của tụ là hai
mặt cầu đồng tâm tích điện trái dấu, giữa chúng
xảy ra hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện toàn
phần. Để tính cường độ điện trường tại M cách
tâm mặt cầu một khoảng r (R1< r < R2) ta chọn
mặt Gauxơ là mặt cầu tâm O bán kính r
-Theo định lí O – G ta có:
24... rESEdSEdSEdSEN
S S
n
S
  

-Mặt khác ta lại có:
o
qN

  24 r
qE
o

-Mà:  V  24
1
r
q
dr
dV
dr
dVE
o

18 | P a g e
( Vì vectơ cường độ điện trường trùng phương với pháp tuyến của mặt đẳng
thế và trùng phương bán kính)
 Hệu điện thế giữa hai bản là:
r
drqdVVVU
R...

---