Шпаргалка

Шпаргалка по физике электродинамика и электричество

Категория:

Шпаргалка

Дисциплина:

Физика

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ЭФ

Стоимость работы:

90 руб.

Оценка: 8
Объем страниц: 92
Год сдачи: 2021
Дата публикации: 29.11.2022

Фрагменты для ознакомления

Оглавление

1. Предмет классической электродинамики 4

2. Электрический заряд и его дискретность. 4

3. Закон сохранения электрического заряда. 5

4. Закон Кулона. 5

5. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. 6

6. Принцип суперпозиции для напряженностей электростатических полей системы зарядов. 7

7. Поток вектора напряжённости. 8

8. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. 9

9. Применение теоремы Гаусса для расчёта напряженностей электростатических полей. 10

10. Работа при перемещении заряда в электростатическом поле. Теорема о циркуляции вектора напряженности. 12

11. Потенциал электростатического поля. Связь потенциала и напряженности. 13

12. Принцип суперпозиции для потенциалов системы зарядов. 14

13. Разность потенциалов. 14

14. Вычисление разности потенциалов по напряженности поля. 15

15. Электрический диполь. Момент сил, действующих на диполь в электростатическом поле. 16

16. Потенциальная энергия диполя в электростатическом поле. 17

17. Электрическое поле в веществе. Диэлектрики. Свободные и связанные заряды в диэлектриках. 18

18. Поляризация диэлектриков. Виды поляризации. 19

19. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике. 19

Безразмерная величина 20

20. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость. 20

21. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике. 21

22. Граничные условия на границе раздела двух диэлектриков. 22

23. Сегнетоэлектрики. 23

24. Диэлектрический гистерезис. 24

25. Пьезоэлектрики. Пироэлектрики и электреты. 25

26. Проводники. Распределение заряда в проводнике. Поле внутри проводника и у его поверхности. Электростатическая защита. 26

27. Электроемкость уединённого проводника. Емкость системы проводников. 28

28. Конденсаторы. Емкость конденсаторов различной геометрической формы. Емкость при параллельном и последовательном соединении системы конденсаторов. 29

Полная емкость батареи 29

29. Энергия системы зарядов, уединённого проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная полость энергии. 30

30. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. 32

31. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение. 33

32. Уравнение непрерывности. 34

33. Проводники и изоляторы. 34

34. Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной и дифференциальной форме. Сопротивление проводников. 35

35. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Работа и мощность тока. 36

36. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. 37

37. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей. 38

38. Классическая электронная теория электропроводности металлов 39

39. Вывод законов Ома, Джоуля-Ленца и Видемана-Франца 40

40. Работа выхода электрона из металла. Поверхностный скачок потенциала. 42

41. Эмиссионные явления. 43

42. Электрический ток в газах. Ионизация и рекомбинация газа. Несамостоятельный газовый разряд. 45

43. Самостоятельный газовый разряд и его типы. Ударная ионизация, напряжение пробоя. 47

44. Плазма. 50

45. Магнитное поле. Вектор магнитного момента. Индукция и напряжённость магнитного поля. 52

46. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля. Принцип суперпозиции. Магнитное поле тока. 55

47. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. 56

48. Магнитная постоянная. 58

49. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. 59

50. Движение заряжённых частиц в магнитном поле. 59

51. Ускорители заряжённых частиц 60

52. Эффект Холла. МГД-генератор. Масс-спектографы. 60

53. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. 61

54. Магнитные поля соленоида и тороида. 62

55. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для потока вектора магнитной индукции. 62

56. Дивергенция и ротор магнитного поля. 63

57. Сила, действующая на контур с током в магнитном поле. 64

58. Работа сил магнитного поля по перемещению контура с током. 64

59. Намагничивание вещества. Магнитные моменты электронов и атомов. Намагниченность. 64

60. Токи намагничивания. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. 65

61. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. 66

62. Граничные условия на границе раздела двух магнетиков. 67

63. Виды магнетиков. Пара- и диамагнетики. Ферромагнетики. 67

64. Домены. 68

65. Обменные силы. Кривая намагничивания. 69

66. Магнитный гистерезис. Точка Кюри. Антиферромагнетики. Ферриты. 70

67. Опыты фарадея. 71

68. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. 72

69. Вихревые токи (токи Фуко) 72

70. Индуктивность контура с током. Явление самоиндукции. 73

71. Электродвижущая сила самоиндукции. Токи при замыкании и размыкании цепи. 74

72. Взаимная индуктивность. 75

73. Трансформаторы. 75

74. Энергия магнитного поля. 76

75. Объемная плотность энергии. Работа перемагничивания ферромагнитика. 77

76. Колебательный контур. Свободные гармонические колебания в идеальном колебательном контуре. 78

77. Дифференциальное уравнение свободных колебаний и его решение. Формула Томсона. Свободные затухающие колебания в колебательном контуре. 79

78. Логарифмический декремент затухания. Добротность контура. 80

79. Дифференциальное уравнение вынужденных электромагнитных колебаний 81

80. Переменный ток. Закон Ома для цепи переменного тока. Резонанс напряжений. 81

81. Резонанс токов. Мощность в цепи переменного тока. Действующие значения тока и напряжения. 82

82. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Плотность тока смещения. 83

Ток смещения 84

83. Полный ток. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Инвариантность уравнений Максвелла. 84

Знаки токов определяем по правилу буравчика. 85

Полный ток 85

84. Основные свойства электромагнитных волн. 86

85. Опыты герца и Лебедева. Шкала электромагнитных волн. 86

86. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Плоская электромагнитная волна. 89

87. Поперечность и монохроматичность электромагнитных волн. 90

88. Энергия и импульс электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга. 92

89. Излучение колеблющегося электрического диполя. 93

 

1. Предмет классической электродинамики

Классическая электродинамика – это теория, объясняющая поведение электромагнитного поля, осуществляющего электромагнитное воздействие между электрическими зарядами.

Законы классической макроскопической электродинамики сформулированы в уравнениях Максвелла, которые позволяют определять значения характеристик электромагнитного поля: Напряженность ЭП (Е) и магнитную индукцию (В), в вакууме и в макроскопических телах в зависимости от распределения в пространстве эл. Зарядов и токов.

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов описывается уравнениями электростатики, которые можно получить как следствие уравнений Максвелла.  

Микроскопические электромагнитное поле – поле, создаваемое отдельными заряженными частицами, в классической электродинамике определяется уравнениями Лоренца-Максвелла. Усреднение этих уравнений приводит к уравнениям Максвелла. 

Среди всех известных видов взаимодействия, электромагнитное взаимодействие занимает первое место по широте и разнообразию проявлений.

Электромагнитное взаимодействие определяет строение атомных оболочек, сцепление атомов в молекулы и межатомное взаимодействие. 

Законы классической электродинамики неприменимы при больших частотах и при малых длинах электромагнитных волн, т.е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интервалах. В этом случае справедливы законы квантовой электродинамики.

 

2. Электрический заряд и его дискретность.

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая электромагнитное взаимодействие. Тело заряжено отрицательно, если избыток электронов, положительно – дефицит.

Свойства зарядов:

1. Существуют положительные и отрицательные заряды (разноименные притягиваются, а одноименные отталкиваются.

Носителем элементарного отрицательного заряда является электрон.

Q=-1.6*10^19, m=9.1*10^-31 кг.

Носителем элементарного положительного заряда является протон.

Q= +1.6*10^19, m=1,67*10^-27кг.

2. Электрический заряд имеет дискретную природу.

Это означает, что заряд любого тела кратен заряду электрона.

Q=N*q(e), где N- целое число. Однако мы, как правило, не замечаем дискретности заряда, т.к., элементарный заряд очень мал.

 

3. Закон сохранения электрического заряда.

Закон сохранения: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется.

Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Нигде и никогда в природе не возникает и не исчезает заряд одного знака.

Появление каждого положительного заряда всегда сопровождается появлением равного по абсолютному значению отрицательного заряда. Ни положительный, ни отрицательный заряд не могут исчезнуть в отдельном один от другого. Они могут лишь нейтрализовать друг друга, если равны по значению.

 

4. Закон Кулона. 

Закон Кулона: сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам q1 и q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

 

Закон Кулона
Закон Кулона

 

5. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля.

Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то на него будет действовать кулоновская сила – значит в пространстве, окружающем электрические заряды существует силовое поле.

Согласно представлениям современной физики, поле реально существует и наряду с веществом является одной из форм существования материи.

В данном случае говорят об электрическом поле – поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды.

 Электрические поля, которые создаются неподвижными электрическими зарядами и называются электростатическими.

Для обнаружения и исследования электростатического поля используется пробный точечный положительный заряд - такой заряд, который не искажает исследуемое поле.

Если в поле, создаваемое зарядом Q, поместить пробный заряд Q0, то на него действует сила F, различная в разных точках поля, которая согласно закону Кулона, пропорциональна пробному заряду Q0.

Поэтому   не зависит от Q0 и характеризует электрическое поле в той точке, где пробный заряд находится. Эта величина называется напряжённостью и является силовой характеристикой электростатического поля.

Напряженность электростатического поля в данной точке есть физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный положительный заряд, помещённый в эту точку поля.

Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряжённости.

 

6. Принцип суперпозиции для напряженностей электростатических полей системы зарядов.

Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов.

Поэтому и напряжённость системы зарядов в данной точке поля, равна векторной сумме напряжённостей полей от каждого заряда в отдельности.

Принцип суперпозиции для напряженностей электростатических полей системы зарядов

Согласно принципу суперпозиции электростатических полей, можно найти напряжённость в любой точке А поля двух точечных зарядов q1 и q2. Сложение векторов Е1 и Е2 по правилу параллелограммов.

Принцип суперпозиции позволяет рассчитывать напряженность суммарно-результирующей любой системы зарядов.

14