http___fizika.dokumentite.com_art_fizichni-osnovi-na-elektromaterialoznanieto_214_1.xml
http___www.ebooksbucket.com_handbook-of-modern-sensors-physics-designs-and-application-b323p58.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 5.2 6.1 7.1 8.1 8.2 9.1 10.1 11.1 11.2 11.3 12.1 13.1 13.2 13.3 14.1 14.2 17.1 18.1 18.2 18.3 19.1 21.1 22.1 23.1 25.1 26.1 26.2
ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ЕЛЕКТРОМАТЕРИАЛОЗНАНИЕТО Основни понятия от електростатиката Електричен заряд Електричният заряд на една частица е количествена характеристика на способността й да участва в електромагнитни взаимодействия. Зарядът не може да се отдели от частицата, която го носи. Затова много често вместо понятието “заредена частица” се използва терминът “заряд”, чрез който едновременно се означават както характеристиката, така и нейният носител. Съществуват 2 вида електрични заряди – положителни и отрицателни. Зарядите с еднакви знаци се отблъскват, а с противоположни знаци се привличат. Електричният заряд се означава с Q (или q). Единицата, с която се измерва, е Кулон (С). Тяло, в което преобладава единият вид заряди, е наелектризирано електрично заредено. Електрично поле Едно от свойствата на електричния заряд е, че създава електрично поле в заобикалящата го среда. Електрично заредените тела, намиращи се на някакво разстояние едно от друго, си взаимодействат посредством създадените от тях електрични полета. Електричното поле е особено състояние на пространството и се характеризира с това, че върху внесен в него друг заряд действа електрична сила. Полето на неподвижни заряди се нарича електростатично поле. Нека електричното поле се създава от наелектризирани тела с произволна форма и общ заряд Q. Наличието на електрично поле се установява чрез пробен заряд Q0, който трябва да е достатъчно малък по големина и размери, за да не изменя полето, в което се поставя. (Заряд с пренебрежимо малки размери се нарича точков). Характеристика на електричното поле е векторната величина интензитет . В дадена точка на пространството интензитетът на електричното поле е равен на отношението между силата , с която полето действа върху пробен заряд Q0, поместен в разглежданата точка, и големината на този заряд: Електричното поле и неговият интензитет не зависят от големината и знака на пробния заряд Q0 и от наличието или отсъствието му, а от заряда Q, създаващ полето, и неговото разпределение в пространството. Посоката на интензитета съвпада с посоката на силата , действаща върху положителен пробен заряд. Ако пробният заряд е отрицателен, посоките на и са противоположни. Тези твърдения са илюстрирани с примери на фиг.1.1. * Тук и в по-нататъшното изложение вектор се означава чрез буква със стрелка над нея; същата буква без стрелка означава числената стойност (модула) на вектора. Сведения за строежа на веществата Атоми Атомът е най-малката частица на един химичен елемент; състои се от централна сърцевина – ядро, заобиколено от орбитални елементарни частици -електрони, разпределени в електронни слоеве (фиг. 2.1). Ядрото е съставено от 2 вида частици с приблизително еднакви маси – протони и неутрони. Електронът притежава отрицателен заряд; протонът – същия по големина положителен заряд. Той се нарича елементарен електричен заряд и е равен на 1,6.10-19 С.
1.1 2.1 4.1 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19
- JACOB FRADEN - 608 Pages Contents on Page - 58 3.1 Electric Charges, Fields, and Potentials 39 (A) (B) Fig. 3.1. (A) Positive test charge in the vicinity of a charged object and (B) the electric field of a spherical object. perfect isolator, the isolating ability of fused quartz is about 1025 times as great as that of copper, so that for practical purposes, many materials are considered perfect isolators. The semiconductors are intermediate between conductors and isolators in their ability to conduct electricity. Among the elements, silicon and germanium are well-known examples. In semiconductors, the electrical conductivity may be greatly increased by adding small amounts of other elements; traces of arsenic or boron are often added to silicon for this purpose. Figure 3.1A shows an object which carries a positive electric charge q . If a small positive electric test charge q0 is positioned in the vicinity of a charged object, it will be subjected to a repelling electric force. If we place a negative charge on the object, it will attract the test charge. In vector form, the repelling (or attracting) force is shown as f . The boldface indicates a vector notation. A fact that the test charge is subjected to force without a physical contact between charges means that the volume of space occupied by the test charge may be characterized by a so-called electric field. The electric field in each point is defined through the force as E = f q0 . (3.1) Here, E is vector in the same direction as f because q0 is scalar. Formula (3.1) expresses an electric field as a force divided by a property of a test charge. The test charge must be very small not to disturb the electric field. Ideally, it should be infinitely small; however, because the charge is quantized, we cannot contemplate a free test charge whose magnitude is smaller than the electronic charge: e = 1.602 × 10−19 C. The field is indicated in Fig. 3.1A by the field lines which in every point of space are tangent to the vector of force. By definition, the field lines start on the positive plate and end on the negative. The density of field lines indicates the magnitude of the electric field E in any particular volume of space.