Все формулы по теме электричество егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Основные формулы по физике — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Формулы электричества и магнетизма. Изучение основ электродинамики традиционно начинается с электрического поля в вакууме. Для вычисления силы взаимодействия между двумя точными зарядами и вычисления напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, нужно уметь применять закон Кулона. Для вычисления напряженностей полей, созданных протяженными зарядами (заряженной нитью, плоскостью и т.д.), применяется теорема Гаусса. Для системы электрических зарядов необходимо применять принцип

При изучении темы «Постоянный ток» необходимо рассмотреть во всех формах законы Ома и Джоуля-Ленца При изучении «Магнетизма» необходимо иметь в виду, что магнитное поле порождается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды. Здесь следует обратить внимание на закон Био-Савара-Лапласа. Особое внимание следует обратить на силу Лоренца и рассмотреть движение заряженной частицы в магнитном поле.

Электрические и магнитные явления связаны особой формой существования материи — электромагнитным полем. Основой теории электромагнитного поля является теория Максвелла.

Смотрите также основные формулы оптики

Таблица основных формул электричества и магнетизма

Физические законы, формулы, переменные

Формулы электричество и магнетизм

Закон Кулона:
где q₁ и q₂ — величины точечных зарядов, ԑ₁ — электрическая постоянная;
ε — диэлектрическая проницаемость изотропной среды (для вакуума ε = 1),
r — расстояние между зарядами.

001

Напряженность электрического поля:

где Ḟ — сила, действующая на заряд q₀ , находящийся в данной точке поля.

002

Напряженность поля на расстоянии r от источника поля: 1) точечного заряда

2) бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ:

3) равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ:

4) между двумя разноименно заряженными плоскостями

Потенциал электрического поля:

где W — потенциальная энергия заряда q₀ .

007

Потенциал поля точечного заряда на расстоянии r от заряда:

008

По принципу суперпозиции полей, напряженность:

009

Потенциал:

где Ē_i и ϕ_i — напряженность и потенциал в данной точке поля, создаваемый i-м зарядом.

010

Работа сил электрического поля по перемещению заряда q из точки с потенциалом ϕ₁ в точку с потенциалом ϕ₂ :

Связь между напряженностью и потенциалом

1) для неоднородного поля:

2) для однородного поля:

1)
2)

Электроемкость уединенного проводника:

014

Электроемкость конденсатора:

где U = ϕ₁ — ϕ₂ — напряжение.

015

Электроемкость плоского конденсатора:

где S — площадь пластины (одной) конденсатора,

d — расстояние между пластинами.

016

Энергия заряженного конденсатора:

017

Сила тока:

018

Плотность тока:

где S — площадь поперечного сечения проводника.

019

Сопротивление проводника:

ρ — удельное сопротивление;

l — длина проводника;

S — площадь поперечного сечения.

020

Закон Ома

1) для однородного участка цепи:

2) в дифференциальной форме:

3) для участка цепи, содержащего ЭДС:

где ε — ЭДС источника тока,

R и r — внешнее и внутреннее сопротивления цепи;

4) для замкнутой цепи:

Закон Джоуля-Ленца

1) для однородного участка цепи постоянного тока:
где Q — количество тепла, выделяющееся в проводнике с током,
t — время прохождения тока;

2) для участка цепи с изменяющимся со временем током:

1)
2)

Мощность тока:

Связь магнитной индукции и напряженности магнитного поля:

где B — вектор магнитной индукции,
μ √ магнитная проницаемость изотропной среды, (для вакуума μ = 1),
µ₀ — магнитная постоянная ,
H — напряженность магнитного поля.

Магнитная индукция (индукция магнитного поля):
1) в центре кругового тока
где R — радиус кругового тока,

2) поля бесконечно длинного прямого тока
где r — кратчайшее расстояние до оси проводника;

3) поля, созданного отрезком проводника с током
где

ɑ₁ и ɑ₂ — углы между отрезком проводника и линией, соединяющей концы отрезка и точкой поля;
4) поля бесконечно длинного соленоида
где n — число витков на единицу длины соленоида.

Сила Лоренца:

по модулю
где F — сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле,
v — скорость заряда q,
α — угол между векторами v и B.

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток через площадку S):
1) для однородного магнитного поля ,
где α — угол между вектором B и нормалью к площадке,
2) для неоднородного поля

1)
2)

Потокосцепление (полный поток):
где N — число витков катушки.

Закон Фарадея-Ленца:
где ԑ_i— ЭДС индукции.

039

ЭДС самоиндукции:
где L — индуктивность контура.

040

Индуктивность соленоида:

где n — число витков на единицу длины соленоида,
V — объем соленоида.

042

Энергия магнитного поля:

043

Заряд, протекающий по замкнутому контуру при изменении магнитного потока через контур:

где ∆Ф = Ф₂ – Ф₁— изменение магнитного потока, R — сопротивление контура.

044

Работа по перемещению замкнутого контура с током I в магнитном поле:

Поделитесь ссылкой с друзьями:

Электричество Основные формулы

1. Электростатика

1.1 Закон Кулона

q₁, q₂ — величины точечных зарядов,
r — расстояние между зарядами.

1.2 Напряженность поля уединенного точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда,
r — расстояние от заряда.

1.3 Потенциал точки в поле точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда,
r — расстояние от заряда.

1.4 Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле

φ — потенциал,
q₁ — величина заряда.

1.5 Потенциальная энергия заряда q₁ в поле точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда, который создает поле,
r — расстояние между зарядами.

1.6 Теорема Гаусса

N — поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность,
q — полный заряд, находящийся внутри замкнутой поверхности.

1.7 Напряженность электрического поля вблизи от поверхности проводника

σ — поверхностная плотность заряда.

1.8 Емкость плоского кондесатора

q — заряд конденсатора,
U — модуль разности потенциалов между обкладками.

1.9 Энергия плоского кондесатора

q — заряд конденсатора,
U — модуль разности потенциалов между обкладками.

2. Постоянный электрический ток

2.1 Закон Ома для участка однородной цепи

U — напряжение на концах участка,
R — сопротивление участка цепи.

2.2 Закон Ома для замкнутой цепи с источником тока

ЭДС — ЭДС (электродвижущая сила),
r — внутреннее сопротивление источника ЭДС.

2.3 Работа постоянного тока

U — напряжение на концах участка цепи,
t — время, за которое совершается работа.

2.4 Закон Джоуля-Ленца

Q — теплота,
R — сопротивление проводника,
t — время, за которое выделяется теплота.

2.5 Полная мощность, развиваемая источником тока

ЭДС — ЭДС источника тока,
R — сопротивление цепи,
r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.6 Полезная мощность

ЭДС — ЭДС источника тока,
R — сопротивление цепи,
r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.7 Коэффициент полезного действия источника тока

R — сопротивление цепи,
r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.8 Первое правило Кирхгофа

n — число проводников, сходящихся в узле;
I_k — сила тока в k-м проводнике.

2.9 Второе правило Кирхгофа

n — число неразветвленных участков в контуре;
m — число ЭДС в контуре.

Источник

ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Теория и формулы (кратко и сжато)

Электростатика – раздел электродинамики, изучающий покоящиеся электрически заряженные тела. Существует два вида электрических зарядов: положительные (стекло о шелк) и отрицательные (эбонит о шерсть).

Элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10^-19Кл)

Заряд любого тела кратен целому числу элементарных зарядов: q = N∙е

Электризация тел – перераспределение заряда между телами. Способы электризации: трение, касание, влияние.

Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. q_{1 +} q ₂+ q ₃+ …..+ q_n = const

Пробный заряд – точечный положительный заряд.

Закон Кулона

Закон Кулона (установлен опытным путем в 1785 году) Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Электрическое поле

Электрическое поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие между электрическими зарядами, возникает вокруг зарядов, действует только на заряды

Силовые линии напряженности электрического поля – непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которые они проходят, совпадают с вектором напряженности.

Свойства силовых линий:

не замкнуты;
не пересекаются;
непрерывны;
направление совпадает с направлением вектора напряжённости;
начало на + q или в бесконечности, конец на – q или в бесконечности;
гуще вблизи зарядов (где больше напряжённость).
перпендикулярны поверхности проводника

Разность потенциалов или напряжение (Δφ или U) — это разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда Δφ = φ₁ – φ₂

Чем меньше меняется потенциал на отрезке пути, тем меньше напряженность поля.
Напряженность электрического поля направлена в сторону уменьшения потенциала.

Электроемкость

Электроемкость С — характеризует способность проводника накапливать электрический заряд на своей поверхности.

— не зависит от электрического заряда и напряжения.
— зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Проводники и диэлектрики

Конденсаторы

Конденсатор — электротехническое устройство, служащее для быстрого накопления электрического заряда и быстрой отдачи его в цепь (два проводника, разделенных слоем диэлектрика ).

Скачать таблицы по теме «Электростатика»

Конспект уроков по теме «Электростатика. Теория и формулы» + шпаргалка.

Еще конспекты для 10-11 классов:

Источник

Все формулы взяты в строгом соответствии с Федеральным институтом педагогических измерений (ФИПИ)

3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

3.1.1 Электризация тел и её проявления. Электрический заряд. Два вида заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда

1. Существуют заряды двух видов: положительные (+) и отрицательные (-). Положительный заряд возникает при трении стекла о кожу или шелк, а отрицательный — при трении янтаря (или эбонита) о шерсть.

2. Заряды (или заряженные тела) взаимодействуют друг с другом. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные заряды притягиваются.

3. Состояние электризации можно передать от одного тела к другому, что связано с переносом электрического заряда. При этом телу можно передать больший или меньший заряд, т. е. заряд имеет величину. При электризации трением заряд приобретают оба тела, причем одно — положительный, а другое — отрицательный. Следует подчеркнуть, что абсолютные величины зарядов наэлектризованных трением тел равны, что подтверждается многочисленными измерениями зарядов с помощью электрометров.

Объяснить, почему тела электризуются (т. е. заряжаются) при трении, стало возможным после открытия электрона и изучения строения атома. Как известно, все вещества состоят из атомов; атомы, в свою очередь, состоят из элементарных частиц — отрицательно заряженных электронов, положительно заряженных протонов и нейтральных частиц —нейтронов. Электроны и протоны являются носителями элементарных (минимальных) электрических зарядов.

Элементарный электрический заряд (е) — это наименьший электрический заряд, положительный или отрицательный, равный величине заряда электрона:

Закон сохранения электрического заряда — алгебраическая сумма электрических зарядов всех частиц изолированной системы не меняется при происходящих в ней процессах.

3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона:

Электрический заряд (Кл) — это физическая величина, являющаяся источником электрического поля, посредством которого осуществляется взаимодействие частиц, обладающих зарядом.

Закон Кулона — это один из основных законов электростатики. Он определяет величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами.

Кулон (Кл) — единица СИ количества электричества (электрического заряда).Она является производной единицей и определяется через единицу силы тока — 1 ампер (А), которая входит в число основных единиц СИ.

За единицу электрического заряда принимают заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за 1 с.

[1 Кл = 1 А ·Bс]

Точечный заряд — заряженное тело, размер которого много меньше расстояния его возможного воздействия на другие тела. В таком случае ни форма, ни размеры заряженных тел не влияют практически на взаимодействие между ними.

3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды

Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.

Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных характеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.

3.1.4 Напряжённость электрического поля (Н/м) — векторная характеристика поля, сила, действующая на единичный покоящийся в данной системе отсчета электрический заряд:

Поле точечного заряда:

Однородное поле:

Картины линий полей

3.1.5 Потенциальность электростатического поля

Потенциал (потенциальная функция) (от лат. potentia — сила) является энергетической характеристикой векторных полей, к числу которых относятся гравитационное, электромагнитное и электростатическое поля.

Потенциал электростатического поля в данной точке численно равен работе, которую совершают силы поля при перемещении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

Разность потенциалов и напряжение

Работа по перемещению заряда (Дж) в однородном электростатическом поле зависит только от начального и конечного положений движущегося заряда и не зависит от формы траектории. При перемещении заряда по замкнутой траектории работа равна нулю.

Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле(Дж):

Потенциал электростатического поля(Дж/Кл):

Связь напряжённости поля и разности потенциалов для однородного электростатического поля: U = Ed

3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей:

3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов: внутри проводника

Внутри и на поверхности проводника

3.1.8 Диэлектрики в электростатическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества ε.

Диэлектрики (или изоляторы) — вещества, относительно плохо проводящие электрический ток (по сравнению с проводниками).

Полярные диэлектрики состоят из молекул, в которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Такие молекулы можно представить в виде двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, называемых диполем.

Неполярные диэлектрики состоят из атомов и молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Относительная диэлектрическая проницаемость среды ε — это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электростатического поля Е внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля Е0 в вакууме:

3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора(Ф):

Электроёмкость плоского конденсатора — величина заряда, которую нужно сообщить конденсатору, чтобы изменить его потенциал на единицу:

3.1.10 Параллельное соединение конденсаторов:

Последовательное соединение конденсаторов:

3.1.11 Энергия заряженного конденсатора (Дж):

Источник

Электрический заряд

q = ne

q — заряд
n — число частиц
e — заряд электрона

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘q‘

Закон Кулона

F — сила
k — коэффициент пропорциональности
q1, q2 — заряды
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘F‘

Постоянная Кулона

k — коэффициент пропорциональности
ε_0 — электрическая постоянная

Найти

k
π
ε_0

Известно, что:

Вычислить ‘k‘

Относительная диэлектрическая проницаемость

ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
F_вак — сила в вакууме
F_окр — сила в окружающей среде

Найти

ε
F_вак
F_окр

Известно, что:

Вычислить ‘ε‘

Электрическое поле

E — электрическое поле
F — сила
q — заряд

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле точечного заряда в вакууме

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
q_0 — заряд
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле точечного заряда в окружающей среде

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
q — заряд
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
r — расстояние

Найти

E_окр
k
q_0
ε
r

Известно, что:

Вычислить ‘E_окр‘

Электрическое поле вне заряженной сферы

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
σ — плотность поверхностного заряда
R — радиус
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле вне заряженной сферы

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
q — заряд
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле бесконечной заряженной плоскости

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
σ — плотность поверхностного заряда

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле бесконечной заряженной плоскости

E — электрическое поле
σ — плотность поверхностного заряда
ε_0 — электрическая постоянная

Найти

E
σ
ε_0

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрическое поле конденсатора

E — электрическое поле
k — коэффициент пропорциональности
σ — плотность поверхностного заряда

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Работа в электрическом поле

A — работа
F — сила
Δd — расстояние

Найти

A
F
Δ_d

Известно, что:

Вычислить ‘A‘

Потенциальная энергия системы двух точечных зарядов

W — потенциальная энергия
k — коэффициент пропорциональности
q0, q — заряды
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘W‘

Работа в электрическом поле — разность потенциальных энергий

A — работа
W1 — начальная потенциальная энергия
W2 — конечная потенциальная энергия

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘A‘

Потенциал электростатического поля

φ — потенциал
W — потенциальная энергия
q — заряд

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘φ‘

Напряжение — разность потенциалов

U — напряжение
φ1 — начальный потенциал
φ2 — конечный потенциал

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘U‘

Работа переноса заряда

A = q U

A — работа
q — заряд
U — напряжение

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘A‘

Потенциал электростатического поля вокруг точечного заряда

φ — потенциал
k — коэффициент пропорциональности
q_0 — заряд
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
r — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘φ‘

Напряжённость электростатического поля

E — электрическое поле
U — напряжение
Δd — расстояние

Найти

E
U
Δ_d

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Результирующее электрическое поле

E — результирующее электрическое поле
E0 — внешнее электрическое поле
E1 — внутреннее электрическое поле

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘E‘

Электрический момент

p = q l

p — электрический момент
q — заряд
l — расстояние

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘p‘

Электрическая ёмкость

C — электрическая ёмкость
q — заряд
φ — потенциал

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘C‘

Электрическая ёмкость шара

C — электрическая ёмкость
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
R — радиус
k — коэффициент пропорциональности

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘C‘

Электрическая ёмкость двух проводников

C — электрическая ёмкость
q — заряд
U — напряжение

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘C‘

Электрическая ёмкость плоского конденсатора

C — электрическая ёмкость
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
ε0 — электрическая постоянная
S — площадь
d — расстояние между плас

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘C‘

Электрическая ёмкость сферического конденсатора

C — электрическая ёмкость
ε — диэлектрическая постоянная (проницаемость)
ε0 — электрическая постоянная
R1 — радиус внутренней сферы
R2 — радиу

Найти

Известно, что:

Вычислить ‘C‘