PHYS 4B — Практикум по решению задач 6 — Электрический потенциал и конденсаторы

Дополнительно к: https://www.youtube.com/watch?v=2irfSjxgUoI&list=PL5MCSdEWewJESDZN9h_hBpZeoZSpCbfKa&index=1 и https://www.youtube.com/watch?v=OUMeoy_WSh8&list=PL5MCSdEWewJESDZN9h_hBpZeoZSpCbfKa&index=1 Добро пожаловать в дополнение к учебнику «Физика 4B: решение задач, часть 6», который дополняет «Физика 4B — Лекция 12 — Введение в напряжение (электрический потенциал)» и «Физика 4B — Лекция 13 — Конденсаторы». Это дополнение развивает понятие электрического потенциала как скалярного инструмента решения задач и связывает его с электрическими полями, электрической потенциальной энергией, проводниками и емкостью. Начнём с равномерно заряженного конечного стержня: сначала проинтегрируем потенциал, восстановим электрическое поле дифференцированием и проверим предел точечного заряда в дальней зоне. Затем используем графики зависимости поля от потенциала, включая наклон и непрерывность, для анализа равномерно заряженной сферы. Следующие примеры показывают, почему для бесконечного линейного заряда требуется конечное опорное напряжение, используем напряжение в качестве промежуточного звена в расчёте сохранения энергии и строим кусочно-заданный потенциал для концентрических проводников. В заключительном разделе перейдём к ёмкости: выведем значение ёмкости изолированной сферы, сравним ситуации с фиксированным напряжением и фиксированным зарядом при разделении пластин конденсатора, отследим механическую работу и энергию, обмениваемую с батареей, и применим формулу энергии конденсатора. Все ссылки на главы и задачи взяты из учебника OpenStax University Physics, том 2, где это применимо. 0:00:00 - Введение 0:02:06 - Сначала потенциал, поле методом дифференцирования 0:34:51 - Чтение графиков зависимости поля от потенциала 0:38:26 - Выбор конечного опорного напряжения 0:52:18 - Напряжение, потенциальная энергия и закон сохранения 1:06:24 - Кусочно-заданный потенциал на проводниках 1:17:31 - Емкость и запасенная энергия Рассмотренные задачи: Задача о напряжении на конечном стержне, связанная с главой 5, задачей 83 Глава 7, задачи 15, 29 и 60 Задача о напряжении на бесконечном линейном заряде, связанная с главой 8, задачами 28, 48 и 45