VI. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Законы электростатики: а)сохранения заряда: Q₁+Q₂+…+Q_n=const. б) Кулона: Свойства электрического поля. Силовая характеристика – напряжённость:

Точечный заряд или шар: r = R + а. Бесконечная пластина: -поверхностная плотность заряда.

Если то поле однородное. Принцип суперпозиции:

Внутри проводника . В диэлектрике .

Работа электрического поля. А = Еq∆d (∆d- проекция )- не зависит от формы траектории → A = ∆W_k; A = – ∆W_n.

Потенциальная энергия заряда: W_n = Eqd; d-расстояние от отрицательной пластины.

Потенциал: – точечный заряд или шар. Внутри проводящей сферы Е=0,

→ φ₁ - φ₂ = 0, φ₁= φ₂ = φ _пов для любых точек. Принцип суперпозиции: φ = φ₁ + φ₂ + ∙∙∙ + φ_n.

Разность потенциалов – напряжение. U = φ₁ – φ₂. A = q_n(φ₁ – φ₂) = q_nU. → U = . [U] = [B] = [Дж / Кл]

Для однородного поля ; ∆d – перемещение по силовой линии поля.

Поверхность проводника – эквипотенциальная поверхность, φ₁= φ₂, φ₁ – φ₂ = 0, А = 0 – вдоль эквипотенциальной поверхности работа не совершается.

Плоский конденсатор: . Энергия поля конденсатора .

Объемная плотность энергии:

Cоединение конденсаторов. 1. Параллельное: U₁ = U₂; C_б = C₁ + C_2; Q = Q₁ + Q_2.

2. Последовательное: Q₁ = Q₂; U = U₁ + U₂; _.

Для двух: для n одинаковых:

V11. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.

Сила тока. . Плотность тока: J = ; I = q₀nVS; n-концентрация электронов проводимости.

l – длина; S – площадь поперечного сечения.

ρ = ρ₀(1 + α∆Т), α – температурный коэффициент сопротивления вещества.

У металлов α > 0, у электролитов α < 0. . R = R₀(1 + α∆t).

Соединение резисторов	Сила тока, I	Напряжение, U	Сопротивление, R	Для 2-х резисторов
Последовательное	I1 = I2 = I3	U = U1 + U2+…	R = R1 + R2 +…+Rn
Параллельное	I = I1 + I2 + ∙∙∙+ In   Для nодинаковых I = I1 n	U1 = U2 = U	; Проводимость цепи: G=G1+G2+…+Gn ;

Шунт (к амперметру): Дополнительное сопротивление (к вольтметру): R_{доп. =} R_V (n-1).

Работа. Мощность. . Q = A. Q = I²Rt - закон Джоуля - Ленца;

Цепь с ЭДС: ع = ; Закон Ома для цепи с Э.Д.С. или ﻉ = IR + Ir = U + Ir;

IR – падение напряжения на внешнем участке цепи, Ir – внутри источника.

Полная мощность P = I² (R + r) = ﻉI.

Соединение источников Э.Д.С. а) последовательное: ﻉ = ± ₁ﻉ± ﻉ₂ ∙∙∙ ±ﻉ _п: r_б = r₁ + r₂ + ∙∙∙ + r_n.

б) параллельное: для n одинаковых Э.Д.С. ﻉ_{б =} ﻉ₁ , , если соединены одноимёнными полюсами.

Законы Кирхгофа. 1.В любом узле алгебраическая cумма токов равна 0, ∑ I = 0.

2. В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма Э.Д.С. равна алгебраической сумме падений напряжения на всех участках цепи. ∑ﻉ _{п =} ±∑(IR)_k ±∑(Ir)_n.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ.

а). В металлах; основные положения электронной теории.. I = enVS; ~ U, где n – концентрация электронов

проводимости.

б). В электролитах – электролиз. Закон Фарадея: n – валентность химического элемента;

k – электрохимичкский эквивалент вещества, ; F – число Фарадея, F = eN_A = 96500 Кл / моль.

в). В газах – ионизация; а) работает ионизатор – несамостоятельный разряд; б) ионизация электронным ударом – самостоятельный разряд. Вольт–амперная характеристика газового разряда

г). В вакууме источником электронов является термоэлектронная эмиссия.

д ). В полупроводниках источником электронов и дырок является разрыв ковалентных связей, их количество зависит от температуры и освещенности.

Коэффициент усиления транзистора:

VIII.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

Магнитное поле. Источники поля: магнит, проводник с током, поток заряженных частиц.

Характеристика поля – вектор индукции магнитного поля ,

– нормаль к рамке, направлениеопределяется по правилу буравчика

или правой руки, или с помощью магнитной стрелки.

М – вращающий момент, S – площадь рамки. M=ISB Sin α, где α – угол

между Принцип суперпозиции . Магнитное поле в веществе:

Закон Ампера α – угол между и направлением тока. Правило левой руки.

Сила Лоренца , α – угол между и ; если α = 90⁰ - частица движется по окружности.

Взаимодействие токов: Взаимодействие движущихся зарядов:

Электромагнитная индукция. Магнитный поток Ф = ВSCosα, α – угол между и . [Ф]=[Вб]=[Тл∙м²]=[В∙с].

Индукционный ток. ~ ~ ~ . . Закон электромагнитной индукции (для одного витка) ﻉ _i = - ; .

Правило Ленца – определяет направление индукционного тока. Э.Д.С. в движущихся проводниках. ﻉ _i = VBl Sin α, α – угол между и .

Э.Д.С. самоиндукции ﻉ_is = - ; L-индуктивность, зависит от размеров и формы проводника и наличия сердечника. Ф = LI.

[L] = [Гн] = [ ]. Энергия магнитного поля катушки (по аналогии с Е_к = ).

Электромагнитные колебания. Свободные – колебательный контур. Зарядили конденсатор: q = q_mCosω₀t, i = 0, U = U_maх, W_м = 0,W_э = W_{э maх} .

Закон сохранения энергии: W = W_{м maх} = W_{э maх} = W_э+ W_м. Частота колебаний в контуре: ; -формула Томсона

- полное сопротивление колебательного контура в цепи ~ тока.

Вынужденные колебания. 1. Генератор ~ тока. Вынужденные колебания в цепи: ﻉ _мSin ωt; ﻉ _м = BSω;

2. Трансформатор. Ф = Ф_мCosω₀t; е = ω ₀Ф_мSinω₀t; k = - коэффициент трансформации; к > 1 - понижающий,

к < 1 – повышающий. Нагрузочный режим: I₁U₁ ≈ I₂U₂; - передача со снижением потерь (Q=I²Rt).

а) В резисторе: ; .

б) Цепь ~ тока с ёмкостью: q = CU_мСosωt; ; i опережает U; I_м = U _м ωС → Х_с =

в) Цепь ~ тока с индуктивностью: U опережает . U_м = I_мLω → Х_L = Lω._.

Излучение электромагнитных волн. 1. плотность электромагнитного поля: w _э.м= ε₀ E²; 2. Уравнение волны: Е = Е₀ Sin ω(t-x/v); B = B₀ Sin ω(t-x/v)

3. Интенсивность электромагнитной волны: I ~ E₀²; I ~ν⁴. 4. Интенсивность излучения точечного источника: I ~

5. Спектр электромагнитных волн. Шкала электромагнитных излучений: 1 мм – 770 нм – до видимого; 770 – 380 нм – видимое;

380 – 10 нм – ультрафиолетовое; 10 – 10^-3 нм – рентгеновское; < 10^-3 – γ – излучение.

IХ. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА (используется понятие луча).

Законы. 1. В однородной среде свет распространяется прямолинейно. Количество изображений в 2-х зеркалах:

2. Отражение света. (α-угол между зеркалами)

а) Плоское α = α изображение мнимое, симметричное

Поиск по сайту: