Электрический заряд

Электрический заряд – физическая величина, характеризующая способность тел вступать в электромагнитные взаимодействия. Измеряется в Кулонах.

Элементарный электрический заряд – минимальный заряд, который имеют элементарные частицы (заряд протона и электрона).

e = Кл

Тело имеет заряд, значит имеет лишние или недостающий электроны. Такой заряд обозначается q = ne. (он равен числу элементарных зарядов).

Наэлектризовать тело – создать избыток и недостаток электронов. Способы: электризация трением и электризация соприкосновением.

Точечный заряд – заряд тела, которое можно принять за материальную точку.

Пробный заряд () – точечный, малый по величине заряд, обязательно положительный – используется для исследования электрического поля.

Закон сохранения заряда: в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел сохраняется постоянной при любых взаимодействиях этих тел между собой.

Закон Кулона: силы взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональны произведению этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними, зависят от свойств среды и направлены вдоль прямой, соединяющей их центры.

, где Ф/м, Кл²/нм² – диэлектр. пост. вакуума

— относит. диэлектрическая проницаемость (>1)

— абсолютная диэлектрическая прониц. среды

Электрическое поле – материальная среда, через которую происходит взаимодействие электрических зарядов.

Свойства электрического поля:

1. Электрическое поле существует вокруг любого заряда. Если заряд неподвижен – поле электростатическое.

2. Электрическое поле действует на любой помещённый в него заряд согласно закону Кулона. Обнаружить электрическое поле можно только по его действию на другие заряды.

3. Электрическое поле существует в любой среде и распространяется с конечной скоростью: м/с.

4. Электрическое поле не имеет чётких границ. Действие его уменьшается при увеличении расстояния от заряда, его создающего.

Характеристики электрического поля:

1. Напряжённость (E) – векторная величина, равная силе, действующей на единичный пробный заряд, помещённый в данную точку.

Измеряется в Н/Кл.

Направление – такое же, как и у действующей силы.

Напряжённость не зависит

ни от силы, ни от величины пробного заряда.

Суперпозиция электрических полей: напряжённость поля, созданного несколькими зарядами, равна векторной сумме напряжённостей полей каждого заряда:

Графически электронное поле изображают с помощью линий напряжённости.

Линия напряжённости – линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряжённости.

Свойства линий напряжённости: они не пересекаются, через каждую точку можно провести лишь одну линию; они не замкнуты, выходят из положительного заряда и входят в отрицательный, либо рассеиваются в бесконечность.

Виды полей:

+ —

+ —

+ —

+ —

2. Работа электрического поля по перемещению заряда.

, где F – сила, S – перемещение, — угол между F и S.

Для однородного поля: сила постоянна.

Работа не зависит от формы траектории; работа по перемещению по замкнутой траектории равна нулю.

Для неоднородного поля:

3. Потенциал электрического поля – отношение работы, которое совершает поле, перемещая пробный электрический заряд в бесконечность, к величине этого заряда.

— потенциал – энергетическая характеристика поля. Измеряется в Вольтах

Разность потенциалов:

Если , то

, значит

— градиент потенциала.

Для однородного поля: разность потенциалов – напряжение:

. Измеряется в Вольтах, приборы – вольтметры.

Электроёмкость – способность тел накапливать электрический заряд; отношение заряда к потенциалу, которое для данного проводника всегда постоянно.

.

Не зависит от заряда и не зависит от потенциала. Но зависит от размеров и формы проводника; от диэлектрических свойств среды.

, где r – размер, — проницаемость среды вокруг тела.

Электроёмкость увеличивается, если рядом находятся любые тела – проводники или диэлектрики.

Конденсатор – устройство для накопления заряда. Электроёмкость:

Плоский конденсатор – две металлические пластины, между которыми находится диэлектрик. Электроёмкость плоского конденсатора:

, где S – площадь пластин, d – расстояние между пластинами.

Энергия заряженного конденсатора равна работе, которую совершает электрическое поле при переносе заряда с одной пластины на другую.

Перенос малого заряда , напряжение измениться на , совершится работа . Так как , а С = const, . Тогда . Интегрируем:

Энергия электрического поля: , где V=Sl – объём, занимаемый электрическим полем

Для неоднородного поля: .

Объёмная плотность электрического поля: . Измеряется в Дж/м³.

Электрический диполь – система, состоящая из двух равных, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (плечо диполя — l).

Основная характеристика диполя – дипольный момент – вектор, равный произведению заряда на плечо диполя, направленный от отрицательного заряда к положительному. Обозначается . Измеряется в Кулон-метрах.

Диполь в однородном электрическом поле.

На каждый из зарядов диполя действуют силы: и . Эти силы противоположно направлены и создают момент пары сил – вращающий момент: , где

М – вращающий момент F – силы, действующие на диполь

d – плечо сил l – плечо диполя

p – дипольный момент E – напряжённость

— угол между p и Е q – заряд

Под действием вращающего момента, диполь повернётся и установится по направлению линий напряжённости. Векторы p и Е будут параллельны и однонаправлены.

Диполь в неоднородном электрическом поле.

Вращающий момент есть, значит диполь повернётся. Но силы будут неравны, и диполь будет двигаться туда, где сила больше.

— градиент напряжённости. Чем выше градиент напряжённости, тем выше боковая сила, которая стаскивает диполь. Диполь ориентируется вдоль силовых линий.

Собственное поле диполя

.

Но . Тогда:

.

Пусть диполь находится в точке О, а его плечо мало. Тогда:

.

Формула получена с учётом:

Таким образом разность потенциалов зависит от синуса половинного угла, под которым видны точки диполя, и проекции дипольного момента на прямую, соединяющие эти точки.

Диэлектрики в электрическом поле.

Диэлектрик – вещество, не имеющее свободных зарядов, а значит и не проводящее электрический ток. Однако на самом же деле проводимость существует, но она ничтожно мала.

Классы диэлектриков:

• с полярными молекулами (вода, нитробензол): молекулы не симметричны, центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают, а значит, они обладают дипольным моментом даже в случае, когда электрического поля нет.

• с неполярными молекулами (водород, кислород): молекулы симметричны, центры масс положительных и отрицательных зарядов совпадают, а значит, они не имеют дипольного момента при отсутствии электрического поля.

• кристаллические (хлорид натрия): совокупность двух подрешёток, одна из которых заряжен положительно, а другая – отрицательно; в отсутствии электрического поля суммарный дипольный момент равен нулю.

Поляризация – процесс пространственного разделения зарядов, появления связанных зарядов на поверхности диэлектрика, что приводит к ослаблению поля внутри диэлектрика.

Способы поляризации:

1 способ – электрохимическая поляризация:

На электродах – движение к ним катионов и анионов, нейтрализация веществ; образуются области положительных и отрицательных зарядов. Ток постепенно уменьшается. Скорость установления механизма нейтрализации характеризуется временем релаксации – это время, в течение которого ЭДС поляризации увеличится от 0 до максимума от момента наложения поля. = 10^-3-10^-2 с.

2 способ – ориентационная поляризация:

На поверхности диэлектрика образуются некомпенсированные полярные, т.е. происходит явление поляризации. Напряжённость внутри диэлектрика меньше внешней напряжённости. Время релаксации: = 10^-13-10^-7 с. Частота 10 МГц.

3 способ – электронная поляризация:

Характерна для неполярных молекул, которые становятся диполями. Время релаксации: = 10^-16-10^-14 с. Частота 10⁸ МГц.

4 способ – ионная поляризация:

Две решётки (Na и Cl) смещаются относительно друг друга.

Время релаксации: =10^-8-10^-3с. Частота 1 КГц

5 способ – микроструктурная поляризация:

Характерен для биологических структур, когда чередуются заряженные и незаряженные слои. Происходит перераспределение ионов на полупроницаемых или непроницаемых для ионов перегородках.

Время релаксации: =10^-8-10^-3с. Частота 1 КГц

Числовые характеристики степени поляризации:

1. вектор поляризованности . Измеряется в Кл/л

2. относительная диэлектрическая проницаемость раз

3. Дисперсия – зависимость от частоты.

Электрический ток – это упорядоченное движение свободных зарядов в веществе или в вакууме.

Условия существования электрического тока:

1. наличие свободных зарядов

2. наличие электрического поля, т. е. сил, действующих на эти заряды

Сила тока – величина, равная заряду, который проходит через любое поперечное сечение проводника за единицу времени (1 секунду)

Измеряется в Амперах.

n – концентрация зарядов

q – величина заряда

S – площадь поперечного сечения проводника

— скорость направленного движения частиц.

Скорость движения заряженных частиц в электрическом поле небольшая – 7*10^-5 м/с, скорость распространения электрического поля 3*10⁸ м/с.

Плотность тока – величина заряда, проходящего за 1 секунду через сечение в 1 м².

. Измеряется в А/м².

— сила, действующая на ион со стороны эл поля равна силе трения

— подвижность ионов

— скорость направленного движения ионов =подвижность, напряжённость поля

Удельная проводимость электролита тем больше, чем больше концентрация ионов, их заряд и подвижность. При повышении температуры возрастает подвижность ионов и увеличивается электропроводность.

Поле точечного заряда – формула потенциала, принцип суперпозиции полей (10 класс)

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 253.

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 253.

Конфигурация электрического поля определяется распределением зарядов. Поэтому самый простой вид электрического поля — это поле точечного заряда. Кратко рассмотрим строение такого поля.

Описание поля с помощью силовых линий

Проявление электрического поля состоит в возникновении силы, действующей на заряды, внесенные в это поле. Поскольку эта сила зависит от величины заряда, то характеристикой поля является специальный параметр — напряженность, которая равна отношению этой силы к величине пробного заряда:

$$\overrightarrow E = {\overrightarrow F \over q}$$

Рис. 1. Напряженность электрического поля.

Для полного описания электрического поля необходимо знать модуль и направление вектора напряженности в любой точке. 2}$$

Она направлена по прямой, лежащей между зарядами. Следовательно, для того чтобы изобразить поле точечного заряда, необходимо помещать в различные точки пространства вокруг этого заряда пробный заряд и откладывать вектор кулоновской силы в этих точках.

Поскольку других зарядов в рассматриваемой ситуации нет — только точечный и пробный (он тоже точечный, с гораздо меньшей величиной) — то вектор силы, действующей на пробный заряд, будет всегда направлен по прямой, проходящей через исходный точечный заряд. Если таких векторов будет много, они сольются во множество радиальных линий.

При этом заметим, что по закону Кулона сила, действующая на пробный заряд, с увеличением расстояния падает. То есть густота силовых линий по мере удаления от точечного заряда должна уменьшаться. Для радиальных линий это так и есть.

Таким образом, электрическое поле точечного заряда представляет собой множество радиальных линий, расходящихся во все стороны от заряда. Если заряд положительный, то линии выходят из него, и уходят в бесконечность. Если заряд отрицательный — линии приходят из бесконечности в заряд.

Рис. 2. Поле точечного заряда.

Отметим, что описанный принцип построения силовых линий используется не только когда поле однородно, но и для полей, потенциал которых распределен в пространстве по сложному закону. В любом случае находятся векторы сил, действующих на пробный заряд, и по этим векторам строятся силовые линии. Поскольку на пробный заряд действуют сразу все рассматриваемые поля, для нахождения результирующей силы используется принцип суперпозиции полей (результирующая сила, действующая на пробный заряд, равна векторной сумме сил каждого отдельного поля, действующего на этот заряд).

Например, если рядом находятся два разноименных заряда, то картина электрического поля выглядит следующим образом:

Рис. 3. Поле электрического диполя.

Что мы узнали?

Электрическое поле изображается в виде картины силовых линий. Их направление совпадает с направлением вектора напряженности, а густота характеризует его модуль. Электрическое поле точечного заряда представляет собой множество радиальных линий, выходящих из заряда и уходящих в бесконечность.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Виктор Лисицкий

  9/10

Оценка доклада

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 253.

---

А какая ваша оценка?

адвокатов США | Пробная версия | Министерство юстиции США

После многих недель или месяцев подготовки прокурор готов к самой важной части своей работы: судебному разбирательству. Судебный процесс представляет собой структурированный процесс, в котором факты дела представляются присяжным, и они решают, виновен или невиновен подсудимый в предъявленном обвинении. Во время судебного разбирательства прокурор использует свидетелей и доказательства, чтобы доказать присяжным, что подсудимый совершил преступление (я). Подсудимый, представленный адвокатом, также рассказывает свою версию истории, используя свидетелей и доказательства.

В суде судья — беспристрастное лицо, отвечающее за процесс — решает, какие доказательства могут быть представлены присяжным. Судья похож на рефери в игре, он не играет за ту или другую сторону, а следит за тем, чтобы весь процесс проходил честно.

Выбор присяжных

На суде первое, что должны сделать прокурор и защитник, — это выбрать присяжных для участия в деле. Присяжные избираются для выслушивания фактов дела и определения того, совершил ли подсудимый преступление. Двенадцать присяжных выбираются случайным образом из пула присяжных (также называемого «venire»), списка потенциальных присяжных, составленного из регистрационных записей избирателей людей, проживающих в Федеральном округе.

При выборе присяжных прокурор и защитник не могут дискриминировать какую-либо группу лиц. Например, судья не позволит им выбрать только мужчин или только женщин. Жюри должно представлять все типы людей, рас и культур. Оба адвоката могут задавать вопросы о своих потенциальных предубеждениях и могут освобождать присяжных от работы. Каждой стороне разрешено извинять определенных потенциальных присяжных без объяснения причин, используя ограниченное количество «безапелляционных отводов».

Вступительные заявления

Вступительные заявления позволяют прокурору и защитнику кратко изложить свою версию событий. Эти заявления обычно кратки, как план, и не требуют свидетелей или доказательств. Прокурор делает вступительное заявление первым, потому что на правительстве лежит бремя доказывания того, что подсудимый совершил преступление.

Представление дел

Допрос свидетелей
После вступительных слов прокурор начинает непосредственный допрос своего первого свидетеля. Это начальный шаг прокурора в попытке доказать дело, и он может длиться от нескольких минут до нескольких дней. Во время прямого досмотра прокурор может представить такие доказательства, как оружие или что-то с места преступления.

После допроса свидетеля прокурором защитник имеет возможность провести перекрестный допрос или задать вопросы тому же свидетелю. Цель перекрестного допроса – вызвать сомнения в достоверности показаний свидетеля.

После перекрестного допроса свидетеля адвокатом защиты прокурор задает свидетелю заключительные вопросы, чтобы прояснить любые сбивающие с толку показания для присяжных. Это называется переадресацией. Как только процесс прямого допроса, перекрестного допроса и перенаправления всех свидетелей завершен, прокурор прекращает свое дело. После того, как прокурор отдыхает, свидетели больше не могут быть вызваны на трибуну или доказательства, представленные правительством.

После того, как правительство отдыхает, защита имеет возможность представить присяжным свидетелей и доказательства. У защиты также есть возможность отказаться от дачи показаний подсудимым. На ответчике не лежит бремя доказывания своей невиновности. Правительство обязано доказать, что подсудимый совершил преступление, как указано в обвинительном заключении. Тот факт, что подсудимый не дал показаний, не может рассматриваться присяжными как доказательство совершения подсудимым преступления. Защита также может отказаться от его дела. Если защита не представила никаких доказательств, присяжные не могут считать подсудимого виновным только потому, что он не представил защиту. Решение об установлении защиты остается за подсудимым и защитником. Однако защита обычно представляет свою версию дела.

Возражения
Во время прямого или перекрестного допроса любой из адвокатов может заявить судье возражения по поводу вопроса или доказательства. Например, прокурор или защитник могут возражать против широкого спектра прямого допроса, потому что он неизвестен свидетелю, адвокат может спорить со свидетелем, а не задавать вопросы, или свидетель может говорить о вещах, не относящихся к делу. к делу.

Общие возражения включают:

• Hearsay — Заявление свидетеля, который не видел и не слышал рассматриваемого инцидента, но узнал о нем из вторых рук, таких как чужие показания, газета или документ.
• Релевантность. Свидетельские показания и доказательства, представленные в суде, должны иметь отношение к делу.

Судья принимает решение об исходе возражения, иногда после того, как адвокаты обеих сторон дали возможность высказаться перед вынесением решения. Судья либо «поддерживает» возражение, чтобы действие прекратилось, либо «отменяет» возражение и разрешает продолжение действия.

Заключительные аргументы
После прямых показаний защиты и перекрестного допроса прокурором всех свидетелей защита отдыхает, а прокурор и защитник готовятся к заключительным выступлениям.

Заключительные прения — это последняя возможность для прокурора и защитника поговорить с присяжными. Эти аргументы позволяют обоим адвокатам обобщить свидетельские показания и доказательства и попросить присяжных вынести вердикт о виновности или невиновности.

Инструкции для присяжных

После заключительных аргументов судья «возлагает на присяжных обвинение» или информирует их о соответствующем законе и о том, что они должны сделать для вынесения вердикта.

Совещания присяжных и оглашение вердикта

После предъявления обвинения присяжные приступают к совещанию, процессу принятия решения о том, виновен подсудимый или невиновен. Во время этого процесса никто, связанный с судебным процессом, не может связаться с присяжными без участия судей и адвокатов. Если у присяжных есть вопрос по закону, они должны написать судье записку, которую судья зачитает в суде в присутствии всех сторон. В федеральных уголовных процессах присяжные должны прийти к единогласному решению, чтобы осудить подсудимого.

Придя к соглашению о приговоре, они уведомляют об этом судью, адвокатов и подсудимого в открытом судебном заседании. Все присутствуют в суде для оглашения приговора. Служба судебных приставов США присутствует во время судебного разбирательства, чтобы защитить судью и прокуроров от потенциального вреда. Если подсудимого признают невиновным, его обычно можно отправить домой.

Адвокаты США | Зарядка | Министерство юстиции США

После того, как прокурор изучит информацию, полученную от следователей, и информацию, которую они собрали в ходе бесед с причастными к делу лицами, прокурор решает, передавать ли дело большому жюри. Когда человеку предъявляют обвинение, ему официально уведомляют о том, что считается, что он совершил преступление. В обвинительном акте содержится основная информация, которая информирует лицо о предъявленных ему обвинениях.

В случае возможных обвинений в уголовном преступлении прокурор представляет доказательства беспристрастной группе граждан, называемой большим жюри. Свидетели могут быть вызваны для дачи показаний, доказательства представлены большому жюри, а членам большого жюри представлен план дела. Большое жюри заслушивает прокурора и свидетелей, а затем тайно голосует, считают ли они, что существует достаточно улик, чтобы обвинить человека в совершении преступления. Большое жюри может принять решение не предъявлять обвинение лицу на основании доказательств, и большое жюри не вынесет обвинительного заключения. Все разбирательства и заявления, сделанные перед большим жюри, засекречены, а это означает, что только люди в зале знают, кто что сказал о ком. Большое жюри является конституционным требованием для определенных видов преступлений (имеется в виду, что оно прописано в Конституции Соединенных Штатов), чтобы группа граждан, не знающих подсудимого, могла принять беспристрастное решение относительно доказательств, прежде чем проголосовать за обвинение лица в совершении преступления. преступление.

Большое жюри состоит примерно из 16-23 членов. На их заседаниях могут присутствовать только конкретные лица. Например, свидетелям, которые вынуждены давать показания перед большим жюри, не разрешается присутствие адвоката. Для вынесения обвинительного заключения необходимо согласие не менее двенадцати присяжных заседателей.

Здание федерального суда в Миннеаполисе является одним из мест проведения заседаний округа Миннесота.