Bài giảng Vật lý đại cương 1 (Điện quang): Chương 2 - PGS.TS. Lê Công Hảo

Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 2: Vật dẫn trong tĩnh điện trường cung cấp cho người học các kiến thức: Tính chất của vật dẫn điện ở trạng thái cân bằng tĩnh điện, vật dẫn trong điện trường ngoài, điện dung của một vật dẫn cô lập,... Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG VẬT DẪN TRONG TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG 2.1 Tính chất vật dẫn điện trạng thái cân tĩnh điện 2.2 Vật dẫn điện trường 2.3 Điện dung vật dẫn cô lập 2.4 Tụ điện 2.5 Năng lượng điện trường TS Lê Công Hảo 2.1 VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆN Vật dẫn điện vật liệu có sẵn điện tích tự mà dễ dàng di chuyển từ nguyên tử (phân tử) tới nguyên tử (phân tử) khác ⇒ q trình tái phân bố điện tích tồn bề mặt bị nhiễm điện Trong học xét kim loại có điện tích tự electron 2.1.1 Điều kiện vật dẫn cân tĩnh điện Khi chưa có điện trường ngồi, electron ln chuyển động tự bên vật dẫn Dưới tác dụng điện trường dù nhỏ, electron tham gia chuyển động có hướng Q trình tái phân bố điện tích tồn bề mặt bị nhiễm điện  điện trường làm tác dụng điện trường bên xâm nhậm vào Điều kiện để vật trạng thái cân tĩnh điện điện trường bên vật dẫn không Vật dẫn cân tĩnh điện: vật có điện tích tự đứng n 2.1.2 Tính chất vật dẫn cân tĩnh điện  E Điện trường vật dẫn  E Vật dẫn vật đẳng E=0 E  E  0 2.1.2 Tính chất vật dẫn cân tĩnh điện Điện tích phân bố bề mặt Phân bố điện tích phụ thuộc hình dạng bề mặt Điện tích tập trung chủ yếu bề mặt lồi mũi nhọn 2.1.2 Tính chất vật dẫn cân tĩnh điện + + Điện tích bề mặt khơng đổi + + E=0 + + E=0 + + Điện tích biến + E=0 E=0 2.2 VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG NGỒI Hiện tượng điện tích cảm ứng xuất vật dẫn (lúc đầu không mang điện) đặt điện trường gọi tượng điện hưởng hay hưởng ứng điện 2.2 VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI 2.2.1 Hưởng ứng điện + (A) -  E'  E0 + + + + Điện tích hưởng ứng Hiện tượng hưởng ứng điện Ở trạng thái cân điện: Có 02 loại hưởng ứng (a) Hưởng ứng phần + ++ + - (b) Hưởng ứng toàn phần   E  E'  - - - ++ + + ++ - - - 2.2 VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI 2.2.2 Sự phân bố điện tích + + + + - - q = - q’ - + ++ + + +++ - - - q = -q’ 2.2 VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI Lồng Faraday 2.2.3 Màn chắn điện (A) (C) (B)  Vật dẫn (B) che chắn ảnh hưởng điện (C) lên (A)  Vật dẫn (B) không che chắn ảnh hưởng điện (A) lên (C) 2.3 ĐIỆN DUNG CỦA VẬT DẪN CÔ LẬP VỀ ĐIỆN Một vật dẫn gọi cô lập điện gần khơng có vật khác gây ảnh hưởng đến phân bố điện tích bề mặt q  V Vật dẫn cân điện Nhưng tỉ số: Đặt: q q1    V0 V1 q C V q  V  1       q n  Vn qn  Const Vn Điện dung Chỉ phụ thuộc hình dạng, kích thước vật dẫn Đơn vị: F (Fara) 1F = 1C/1V Khả tích điện vật dẫn điện định Điện dung cầu bán kính R 2.4 TỤ ĐIỆN Tụ điện hệ gồm 02 vật dẫn đặt cách 2.4.1 Điện dung tụ điện Q Q C  V1  V2 U 2.4.2 Tụ điện phẳng Hai kim loai phẳng diện tích S S C   0 d 2.4 TỤ ĐIỆN Giải thích nguyên tắc? 2.4 TỤ ĐIỆN 2.3 Tụ điện trụ Gồm mặt kim loại đồng trục, mặt trụ bán kính a, mặt trụ ngồi có bán kính b chiều cao ℓ 2 0 h C Rb   ln   R a  (Ra=a, Rb=b, h=ℓ) Nếu d= Rb – Ra