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Galeria de mapas mentais capacitância potencial de campo elétrico
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capacitância potencial de campo elétrico
A sequência lógica da lei de Coulomb - campo elétrico - energia potencial elétrica - potencial elétrico - capacitância está organizada em um mapa mental. Espero que seja útil para você!
Editado em 2022-06-11 22:37:54
- Microbiologia medica Infezione batterica e immunità
Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
- teoria cinetica dei gas
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
- Breve História do Tempo
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
capacitância potencial de campo elétrico
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- Descrição
Campo elétrico, potencial e capacitância
Interações básicas entre cargas estacionárias
Lei de Coulomb
Lei_de Coulom a magnitude da força eletrostática de atração ou repulsão entre duas cargas pontuais é diretamente proporcional ao produto das magnitudes das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A força ocorre ao longo da linha reta que une as duas cargas. as cargas têm o mesmo sinal, a força eletrostática entre elas é repulsiva; se tiverem sinais diferentes, a força entre elas é atrativa; A magnitude da atração ou repulsão eletrostática entre duas cargas pontuais no vácuo é diretamente proporcional ao produto das magnitudes das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A força está ao longo da linha que une as duas cargas. Se as cargas tiverem o mesmo sinal, a força eletrostática entre elas é repulsiva; se tiverem sinais diferentes, a força entre elas é atrativa; Publicada pela primeira vez pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb em 1785, esta é uma lei natural/natural!
Substituir a carga negativa por uma carga ou quantidade diferente |q| é chamada de "carga de teste", e a outra carga constante Q é chamada de "carga fonte de campo" ou "carga fonte". Não importa como a carga negativa seja substituída, a posição r da carga positiva possui um componente inalterado, que chamamos de “campo elétrico”.
campo elétrico
Quando a carga fonte Q/distância r de Q não muda, o interior da caixa é a parte inalterada: ke é chamada de constante de Coulomb (também a chamamos de constante de força eletrostática) Esta parte dentro da caixa é chamada de “campo elétrico”
O campo elétrico é a força de Coulomb/força eletrostática/força do campo elétrico exercida por uma carga unitária (de teste).
O campo elétrico é a força exercida por uma carga unitária
O campo gravitacional é g O campo gravitacional é a força exercida por um objeto por unidade de massa. g também é chamado de aceleração. Quais são as propriedades do campo elétrico E?
Campo elétrico e intensidade do campo elétrico são sinônimos. O tamanho do campo elétrico é a intensidade do campo elétrico, e o campo elétrico deve ser o dominante. Não existe essa palavra em inglês "intensidade do campo elétrico"
As regras de layout do campo elétrico
O campo elétrico de uma carga pontual não é igual em todos os lugares. De acordo com a lei de Coulomb, a conversão da fórmula é mostrada à esquerda. Nota: Qual é a raiz? Qual é a definição?
relacionado à velocidade da luz
linhas de campo elétrico virtuais Marcadas com pontos como cargas, "linhas de campo elétrico" são irradiadas. Deve-se notar que as linhas de campo são ilustrações gráficas da intensidade e direção do campo e não representam o significado físico real. Mas de acordo com as condições reais, o número destas linhas de campo eléctrico virtuais é de facto proporcional à quantidade de carga. Suponha que o número de linhas de campo elétrico seja o número de cargas! As linhas do campo elétrico nunca se cruzam! Termina com carga negativa ou no infinito. Qual é a relação entre a intensidade do campo elétrico E e as linhas do campo elétrico?
As linhas de campo elétrico são divergência tridimensional e uniforme das cargas da fonte, assim como a iluminação luminosa. A área da superfície da bola a uma distância r é 4πr^2,
Quantas linhas de campo elétrico existem em 1 unidade de área de superfície A? r é uma variável, não há necessidade de estudar as linhas de campo elétrico em 2r e 3r Lei do inverso do quadrado, significado: diluição geométrica da radiação da fonte pontual no espaço tridimensional
O campo elétrico E é 1/ε vezes a densidade das linhas do campo elétrico (carga) --- esta é a fonte!
1. Onde a distância da fonte de carga é igual, a magnitude do campo elétrico é a mesma; 2. Quanto mais densas forem as linhas do campo elétrico, maior será o campo elétrico; quanto mais esparsas forem as linhas do campo elétrico, menor será o campo elétrico; A densidade das linhas de campo elétrico é a intensidade do campo elétrico.
Vários campos elétricos em um determinado ponto podem ser sintetizados vetorialmente/cada um calcula seu próprio raio esférico As linhas curvas do campo elétrico são a soma de todos os campos elétricos.
Blindagem estática
1. Equilíbrio eletrostático do condutor 2. Gaiola de Faraday. A carga induzida cria um campo elétrico oposto que cancela o campo elétrico fora da gaiola.
Condições de validade da lei de Coulomb
1. A carga é distribuída esfericamente simetricamente (por exemplo: carga pontual ou bola de metal carregada), porque a constante de Coulomb k está relacionada à forma esférica. Na imagem à direita existem condutores ao redor da carga, o que afeta a distribuição uniforme da intensidade do campo elétrico. A força de Coulomb em um determinado ponto não é adequada para a lei de Coulomb; Porém, conhecendo a intensidade do campo elétrico em um determinado ponto, podemos calcular a força de Coulomb? claro.
2. As cargas devem ser estacionárias umas em relação às outras.
Resumo lógico do campo elétrico
Interação básica entre cargas estacionárias → força
O campo elétrico é a força exercida por uma carga unitária
A densidade das linhas de campo elétrico pode representar a densidade de carga
A densidade das linhas do campo elétrico representa a intensidade do campo elétrico.
potencial
energia potencial elétrica
lógica básica
O campo elétrico é a força exercida por uma carga unitária, e qualquer carga no campo elétrico Q será afetada pela força. Energia e força estão diretamente relacionadas. Se uma força for aplicada, deve existir energia ali.
Energia potencial elétrica do campo elétrico de carga pontual
Energia potencial elétrica do campo elétrico de carga positiva
1. Trabalho realizado pela força de Coulomb
Trabalho realizado pela força de Coulomb Teste a carga q sob a ação da força de Coulomb Do ponto B ao ponto A, a força de Coulomb realiza um trabalho positivo. De acordo com a lei da conservação da energia, o trabalho positivo realizado é a energia potencial elétrica reduzida. O sinal negativo refere-se à energia potencial elétrica reduzida, que é igual ao trabalho realizado. A energia tem apenas magnitude e nenhuma direção.
A energia potencial elétrica no ponto B é maior que a energia potencial elétrica no ponto A
A quantidade de trabalho realizado pela força de Coulomb é a diferença na energia potencial elétrica. O nível de energia potencial elétrica pode ser avaliado pelo trabalho realizado.
2. A força de Coulomb é uma força variável e a quantidade de trabalho realizado pela força variável
A força de Coulomb é uma força variável Teste a carga pontual q, e a força de Coulomb realiza trabalho do ponto B ao ponto A. A força de Coulomb é uma força variável relacionada à posição. Se o deslocamento mudar um pouco, a força mudará.
Gráfico matemático (integral) do trabalho realizado pela força de Coulomb como força variável, recomenda-se lembrar a conclusão
3. A força de Coulomb muda de A→∞
Quando a força de Coulomb muda de A→∞, F→0 Carga de teste q sob a ação da força de Coulomb, do ponto A ao infinito, a força de Coulomb realiza trabalho positivo, a fórmula da lei de conservação de energia: O sinal negativo significa que a redução do trabalho é o aumento da energia potencial elétrica e vice-versa. A energia tem apenas magnitude e nenhuma direção.
O trabalho total realizado pela força de Coulomb é a energia potencial elétrica nesse ponto
1. O ponto zero da energia potencial elétrica está no infinito e a força de Coulomb é zero no infinito. A quantidade de trabalho realizado do ponto A até zero é a energia potencial elétrica nesse ponto; 2. A magnitude da energia potencial elétrica que envolve uma carga é diretamente proporcional à quantidade da carga de teste e inversamente proporcional à distância da carga fonte.
Energia potencial elétrica do campo elétrico de carga negativa
O trabalho realizado pela força de Coulomb é a diferença de energia potencial elétrica entre dois pontos
A carga de teste q está sob a ação da força de Coulomb. Do ponto A ao ponto B, a força de Coulomb realiza um trabalho positivo. De acordo com a lei da conservação da energia, a energia potencial elétrica reduzida é o trabalho realizado pela força de Coulomb.
A energia potencial elétrica no ponto A é maior que a energia potencial elétrica no ponto B
A quantidade de trabalho realizado entre dois pontos
Teste a carga pontual q e o módulo do trabalho realizado pela força do campo elétrico do ponto A ao ponto B:
A partir deste ponto, todo o trabalho realizado pela força externa para superar a força de Coulomb (velocidade uniforme e velocidade extremamente lenta) é a energia potencial elétrica nesse ponto.
O aumento da energia potencial elétrica é o trabalho realizado para superar a força de Coulomb
A energia potencial elétrica em torno de cargas negativas é negativa e a energia potencial elétrica no infinito é 0; Quanto mais próximo da carga negativa, maior será o valor absoluto da energia potencial elétrica.
Mudança de energia potencial de carga pontual
Força e trabalho do campo elétrico-----Força do campo elétrico e energia potencial elétrica------Trabalho e diferença de energia potencial
As mudanças nas regras da energia potencial elétrica de carga pontual
1. Força é o gradiente de trabalho e gradiente de energia potencial (valor negativo refere-se ao diagrama de energia potencial de carga única, cargas positivas e negativas); 2. A posição onde a |energia potencial elétrica| for maior, maior será a força; 3. Onde a força é maior, o campo elétrico é maior.
Energia potencial elétrica de campo elétrico uniforme
campo elétrico uniforme
A caixa roxa pode ser vista como um campo elétrico uniforme
Teste a carga q sob a ação da força de Coulomb, e a força de Coulomb realiza um trabalho positivo do ponto A ao ponto B. De acordo com a lei da conservação da energia, o trabalho realizado é a redução da energia potencial elétrica, e o sinal negativo representa a redução da energia potencial elétrica.
A energia potencial elétrica no ponto A é maior que a energia potencial elétrica no ponto B
A força de Coulomb é uma força constante, o trabalho realizado de A→B
A energia potencial elétrica máxima de um campo elétrico uniforme, d: espaçamento entre placas Onde está o ponto zero da energia potencial elétrica?
Mudança de energia potencial de campo elétrico uniforme
Força uniforme: o tamanho do campo elétrico é o mesmo em todos os lugares, e a força do campo elétrico é a mesma em todos os lugares, preste atenção ao ponto zero da energia potencial elétrica;
Qual é a energia potencial elétrica no ponto M?
Por que a distância na fórmula da energia potencial elétrica de um campo elétrico uniforme é oposta à distância na fórmula da energia potencial de carga pontual?
Como E muda para uma carga pontual, a energia potencial é inversamente proporcional à distância da carga fonte.
O campo elétrico uniforme E é determinado por
Não faz sentido comparar energias potenciais elétricas em sistemas diferentes
Subprodutos úteis da Lei de Coulomb
A intensidade do campo elétrico é 1/ε da densidade de carga --- Esta fórmula não se limita ao campo elétrico de carga pontual → 1/ε da quantidade de carga por unidade de área é a intensidade do campo elétrico
Intensidade do campo elétrico composta por condutores de placas paralelas 2Q: Número total de cargas positivas e negativas na placa, superposição de intensidade de campo S: área do tabuleiro ε: Constante dielétrica, ε0 constante dielétrica de vácuo
unidade de energia potencial elétrica
A energia potencial elétrica é definida de acordo com o trabalho realizado pela força do campo elétrico, portanto a unidade de energia potencial elétrica é igual à unidade de trabalho, Joule, símbolo J
Resumo lógico da energia potencial elétrica
Se uma força atua sobre um objeto, a energia deve estar presente nele. Força é um gradiente de energia.
Campo elétrico é campo de força O trabalho positivo realizado pela força do campo elétrico é a energia potencial elétrica reduzida
Determine a posição onde não há força de campo elétrico (ou a força está equilibrada) como ponto de referência 0 A força resultante é zero, o campo elétrico é 0 e a energia potencial elétrica é zero
Todo trabalho positivo realizado pela força do campo elétrico a partir de um determinado ponto representa a energia potencial elétrica naquele ponto.
Definição de potencial elétrico
A busca por leis unificadas é a força motriz para o desenvolvimento da física. As leis unificadas exigem a eliminação de variáveis tanto quanto possível! O potencial elétrico é a energia potencial elétrica sem a influência da carga de teste. O potencial elétrico é a energia potencial elétrica possuída pela carga unitária no campo elétrico. Unidade SI Volt (Volt), símbolo V ou J/C
Uma carga com uma quantidade de carga de 1 C neste ponto A energia potencial elétrica é 1 J, então o potencial elétrico neste ponto é 1 V.
potencial elétrico do campo elétrico de carga pontual
r: distância da carga fonte
Amarelo é 0V Quanto mais escura a cor (→roxo ou →azul), maior é o valor absoluto do potencial. 1. O potencial elétrico diminui gradualmente ao longo da direção da linha do campo elétrico até o ponto zero da energia potencial elétrica. 2. Depois de passar pelo ponto zero da energia potencial elétrica, o potencial elétrico calculado como um valor negativo também diminui gradativamente (de acordo com um valor absoluto, aumenta) 3. O potencial elétrico corresponde completamente à posição do ponto zero da energia potencial elétrica. Tem apenas magnitude, mas não tem direção. 4. Linhas finas e círculos representam potenciais elétricos iguais e também representam energia potencial elétrica igual (/C)
Potencial elétrico de um campo elétrico uniforme
l: distância da placa carregada negativamente
Diferença potencial
diferença de potencial de carga pontual
Azul: diferença de potencial
diferença de potencial de campo elétrico uniforme
A diferença de potencial entre dois pontos AB, também chamada de tensão, é o trabalho realizado pela carga unitária e a diferença na energia potencial elétrica da carga unitária. é o trabalho realizado pela carga unitária Ed, d: a distância entre os pontos AB O campo elétrico entre AB é igual/a densidade linear é igual
Espaçamento entre placas
Toda energia potencial de carga q é convertida em energia cinética
Resumo lógico do potencial elétrico
Potencial elétrico é a energia potencial elétrica possuída por uma carga unitária em um campo elétrico
Geralmente é especificado que a energia potencial elétrica a uma distância infinita é 0, ou que a energia potencial elétrica na superfície da Terra é 0. O ponto zero do potencial elétrico é igual ao ponto zero da energia potencial elétrica
A diferença de potencial entre dois pontos quaisquer é o trabalho realizado por uma carga unitária movendo-se entre os dois pontos.
Campo elétrico-potencial elétrico resumo do potencial elétrico-energia
carga pontual
1. Linhas pretas grossas com setas: linhas de campo elétrico - linhas de força de campo elétrico, a densidade da linha em um determinado ponto é o tamanho do campo elétrico, o tamanho da força do campo elétrico e a densidade da carga; As linhas de campo não se cruzam ao longo da direção das linhas de campo elétrico, quanto menor for a densidade das linhas, menor será o campo elétrico e menor será a força do campo elétrico; 2. A cor e a profundidade representam a energia potencial elétrica: o amarelo representa a energia potencial elétrica zero. Quanto mais escura a cor, maior a |energia potencial elétrica|; 3. A bobina fina representa a superfície equipotencial; é também a superfície com igual energia potencial elétrica; 4. Quanto mais densas forem as linhas do campo elétrico, maior será a força do campo elétrico, mais trabalho será realizado na mesma distância, maior será a energia potencial elétrica e mais densas serão as linhas equipotenciais. 5. As linhas do campo elétrico são perpendiculares à superfície equipotencial e o potencial elétrico diminui gradualmente ao longo da direção das linhas do campo elétrico;
campo elétrico uniforme
Um campo elétrico estável e uniforme pode ser construído através da quantidade de carga
capacitância
Existe uma interação entre cargas estacionárias
força de campo elétrico
campo elétrico
energia potencial elétrica
Potencial elétrico e diferença de potencial
Conecte duas placas condutoras à fonte de alimentação. Depois que as cargas positivas e negativas nas placas estiverem equilibradas, desligue a energia.
O que é um capacitor?
O campo elétrico de duas placas paralelas, as cargas positivas/negativas são equilibradas e o componente que pode armazenar cargas é chamado de capacitor. Normalmente consiste em duas placas de superfície condutoras separadas por uma camada isolante chamada dielétrica intermediária. Em um capacitor convencional, a energia elétrica é armazenada estaticamente por cargas separadas (geralmente elétrons) em um campo elétrico entre duas placas de eletrodos. <Recipiente para armazenamento de energia/carga>
Definição de capacitor
Q: A quantidade de carga transportada por um capacitor refere-se à quantidade de carga transportada por uma placa. U: diferença de potencial entre as duas placas do capacitor Capacitância: a quantidade de carga armazenada por unidade de tensão
No Sistema Internacional de Unidades SI, a unidade de capacitância é farad (farad), abreviado como método, símbolo: F. Ou seja, quando o capacitor carrega uma carga de 1 C, a diferença de potencial entre as duas placas é de 1 V e a capacitância do capacitor é de 1 F. A unidade F é muito grande e as unidades comumente usadas na prática são principalmente microfarads (μF) e picofarads (pF). 1 μF = 10 ^ -6 F 1 pF = 10^-12F
Pela fórmula, parece que o tamanho do capacitor é afetado pela quantidade de carga e tensão, mas não é!
Idealmente, o tamanho da capacitância depende da área da placa e da espessura do dielétrico. O tamanho da capacitância é fixo quando cada capacitor específico é fabricado. (Exceto capacitores variáveis)
Dielétrico
Dielétricos comuns (materiais dielétricos) incluem: cerâmica, filmes finos (plásticos, papel), camadas de óxido em metais (alumínio, tântalo, nióbio), mica, vidro, papel, ar e vácuo
1. Imagem à esquerda: Se algum condutor for adicionado no meio da placa, a carga fluirá e a energia será perdida. Portanto, um dielétrico é um isolante. 2. Os dielétricos podem ser polarizados por um campo elétrico aplicado. A polarização do material é semelhante à indução eletrostática (imagem do meio). 3. Os materiais dielétricos não possuem elétrons livres ou fracamente ligados. Quando colocados em um campo elétrico, as cargas no dielétrico não fluem para fora do material, mas apenas se desviam ligeiramente de sua posição de equilíbrio média original. (foto à direita)
Capacitores cerâmicos
Você precisa distinguir entre pólos positivos e negativos?
Capacitor de filme
Você precisa distinguir entre pólos positivos e negativos?
capacitor eletrolítico
1. O ânodo é uma folha de metal e a camada de óxido nele é um dielétrico! 2. O papel embebido em eletrólito é o cátodo, e a outra folha de metal é apenas o chumbo do cátodo; 3. Os capacitores eletrolíticos recebem o nome de o material do cátodo ser um eletrólito. 4. É necessário distinguir entre pólos positivos e negativos. Cerâmica e capacitores de filme referem-se a dielétricos. Esta imagem mostra dielétricos de camada de óxido metálico.
Capacitor de tântalo
Distinguir entre pólos positivos e negativos Eletrodo positivo: bloco de tântalo Eletrodo negativo: dióxido de manganês O dielétrico é pentóxido de tântalo
Diferentes dielétricos têm um enorme impacto na capacitância
Supercapacitor
1. A densidade de energia do supercapacitor é alta, ou seja, a energia que pode ser armazenada por unidade de volume. Comparando os números acima e abaixo, o valor da capacitância dos supercapacitores é até 20.000 vezes maior que o dos capacitores eletrolíticos. 2. A densidade de energia dos supercapacitores existentes é de cerca de 10% das baterias/baterias recarregáveis tradicionais. Existe uma enorme lacuna entre os capacitores tradicionais e as baterias recarregáveis, e os supercapacitores desempenham um papel óbvio na redução da lacuna. Pode atingir até 12.000 Farads/1,2 Volts. 3. Embora a densidade de energia dos supercapacitores existentes seja cerca de 10% daquela das baterias tradicionais, a sua densidade de potência é normalmente 10 a 100 vezes superior. A densidade de potência é o produto da densidade de energia vezes a velocidade com que a energia é entregue à carga. Isso os torna ideais para paralelo com baterias e pode melhorar o desempenho da bateria em termos de densidade de potência.
Um supercapacitor (capacitor eletroquímico) consiste em dois eletrodos separados por uma membrana permeável a íons (separador) e um eletrólito que conecta ionicamente os dois eletrodos. Quando um eletrodo é polarizado por uma tensão aplicada, os íons no eletrólito formam uma dupla camada elétrica de polaridade oposta à do eletrodo.
Tensão nominal
Tensão nominal
Acima de uma certa intensidade de campo eléctrico, o dieléctrico no condensador torna-se condutor e perde a sua função capacitiva. Afinar A tensão nominal marcada no produto deve ser inferior à tensão de ruptura.
Declaração importante: As imagens nesta nota do mapa mental são principalmente da Wikipedia e de produção pessoal. Algumas imagens são selecionadas de outras redes, para atender aos pontos de conhecimento, algumas imagens foram ajustadas e integradas. nós e removê-lo.