1 POTENCJAŁ ELEKTRYCZNY

2 Elektryczna energia potencjalnaJeżeli siła elektrostatyczna działa w jakimś układzie cząstek, między dwiema lub większą liczbą cząstek naładowanych, to układowi można przypisać elektryczną energię potencjalną Ep. Jeśli układ zmienia swoją konfigurację ze stanu początkowego do innego stanu końcowego, to siła elektrostatyczna wykonuje pracę W nad cząsteczkami. Zmiana energii potencjalnej Ep układu:

3 Potencjał elektrycznyEnergia potencjalna cząstki naładowanej w polu elektrycznym zależy od wartości ładunku cząstki. Jednak energia potencjalna przypadająca na jednostkowy ładunek w dowolnym punkcie pola elektrycznego – potencjał elektryczny V - ma wartość niezależną od ładunku w tej części.

4 Potencjał elektryczny a natężenie polaq0

5 Potencjał elektryczny a natężenie polaq0

6 Potencjał pola ładunku punktowegoPotencjał pola układu ładunków Potencjał pola dipola elektrycznego Potencjał pola ładunku o rozkładzie ciągłym

7 Natężenie pola a potencjał elektrycznyGdy pole elektryczne jest jednorodne

8 Pojemność elektryczna - kondensatoryKondensatory służą (służyły) do magazynowania energii w postaci energii potencjalnej w polu elektrycznym (np.. W lampie błyskowej). Obecnie kondensatory pełnią ważną rolę w układach służących do dostrajania nadawczej i odbiorczej aparatury radiowej i telewizyjnej. Mikroskopijne kondensatory pełnią rolę pamięci (ważna jest informacja binarna [0,1] a nie ilość zmagazynowanej energii).

9 Pojemność kondensatora [farad 1f = 1 C/V]Pojemność kondensatora płaskiego

10 Kondensatory połączone równolegle+ - U +q3 +q2 +q1 -q3 -q2 -q1 C1 C2 C3 + - U +q -q Crw Kondensatory połączone szeregowo + - U +q -q U1 U2 U3 C1 C2 C3 + - U +q -q Crw

11 Energia zmagazynowana w polu elektrycznym (defibrylator medyczny)Praca wykonana przy ładowaniu kondensatora zostaje zmagazynowana w postaci elektrycznej energii potencjalnej Ep.

12 Defibrylator medycznyKondensator o pojemności 70 F naładowany jest do 5000V. Energia zmagazynowana w kondensatorze: Około 200 J tej energii jest przekazywane człowiekowi podczas impulsu trwającego 2 ms. Moc impulsu wynosi:

13 Kondensatory z dielektrykiemDielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. W obszarze wypełnionym całkowicie materiałem dielektrycznym w względnej przenikalności dielektrycznej r wszystkie równania elektrostatyki, zawierające przenikalność elektryczną próżni 0 należy zmodyfikować, zastępując 0 przez r 0. r