Dasar-dasar elektrodinamika. elektrostatika Hukum elektrodinamika klasik berhubungan dengan

Elektrodinamika… Buku referensi kamus ejaan

Teori klasik (non-kuantum) tentang perilaku medan elektromagnetik, yang melakukan interaksi antar listrik. muatan (interaksi elektromagnetik). hukum klasik makroskopis E. dirumuskan dalam persamaan Maxwell, yang memungkinkan ... Ensiklopedia fisik

- (dari kata listrik, dan tenaga dinamis Yunani). Bagian fisika yang berhubungan dengan aksi arus listrik. Kamus kata-kata asing yang termasuk dalam bahasa Rusia. Chudinov A.N., 1910. ELEKTRODINAMIKA dari kata listrik, dan bahasa Yunani. dinamisme, kekuatan... Kamus kata-kata asing dari bahasa Rusia

Ensiklopedia modern

Elektrodinamika- klasik, teori proses elektromagnetik non-kuantum di mana peran utama dimainkan oleh interaksi antara partikel bermuatan di berbagai media dan dalam ruang hampa. Pembentukan elektrodinamika didahului oleh karya C. Coulomb, J. Biot, F. Savart, ... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar

Teori klasik proses elektromagnetik di berbagai media dan dalam ruang hampa. Mencakup serangkaian besar fenomena di mana peran utama dimainkan oleh interaksi antara partikel bermuatan yang dilakukan melalui medan elektromagnetik... Kamus Ensiklopedis Besar

ELEKTRODINAMIKA , dalam fisika , bidang yang mempelajari interaksi antara medan listrik dan magnet serta benda bermuatan. Disiplin ini dimulai pada abad ke-19. dengan karya teorinya James MAXWELL, dia kemudian menjadi bagian dari... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

ELEKTRODINAMIKA, elektrodinamika, dan lain-lain. tidak, perempuan (lihat listrik dan dinamika) (fisik). Jurusan Fisika yang mempelajari sifat-sifat arus listrik, listrik yang bergerak; semut. elektrostatika. Kamus penjelasan Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 … Kamus Penjelasan Ushakov

ELEKTRODINAMIKA, dan, g. (spesialis.). Teori proses elektromagnetik di berbagai media dan dalam ruang hampa. Kamus penjelasan Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 … Kamus Penjelasan Ozhegov

Kata benda, jumlah sinonim: 2 dinamika (18) fisika (55) kamus sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013… Kamus sinonim

elektrodinamika- - [AS Goldberg. Kamus energi Inggris-Rusia. 2006] Topik teknik tenaga secara umum EN elektrodinamika ... Panduan Penerjemah Teknis

Buku

• Elektrodinamika, A.E. Ivanov. Buku teks ini bersifat mandiri: menyajikan ceramah yang diberikan selama beberapa tahun oleh seorang profesor di pusat pendidikan dan ilmiah khusus MSTU. N.E.Bauman...
• Elektrodinamika, Sergei Anatolyevich Ivanov. ...

DEFINISI

Medan elektromagnetik dan interaksi elektromagnetik dipelajari oleh cabang ilmu fisika yang disebut elektrodinamika.

Elektrodinamika klasik mempelajari dan menjelaskan sifat-sifat medan elektromagnetik. Mengkaji hukum-hukum yang mengatur interaksi medan elektromagnetik dengan benda-benda yang bermuatan listrik.

Konsep dasar elektrodinamika

Dasar elektrodinamika medium stasioner adalah persamaan Maxwell. Elektrodinamika beroperasi dengan konsep dasar seperti medan elektromagnetik, muatan listrik, potensial elektromagnetik, vektor Poynting.

Medan elektromagnetik adalah jenis materi khusus yang muncul ketika satu benda bermuatan berinteraksi dengan benda lain. Seringkali, ketika mempertimbangkan medan elektromagnetik, komponen-komponennya dibedakan: medan listrik dan medan magnet. Medan listrik menghasilkan muatan listrik atau medan magnet bolak-balik. Medan magnet muncul ketika suatu muatan (benda bermuatan) bergerak dan dengan adanya medan listrik yang berubah terhadap waktu.

Potensi elektromagnetik adalah besaran fisis yang menentukan sebaran medan elektromagnetik dalam ruang.

Elektrodinamika dibagi menjadi: elektrostatika; magnetostatika; elektrodinamika kontinum; elektrodinamika relativistik.

Vektor Poynting (vektor Umov-Poynting) adalah besaran fisis yang merupakan vektor kerapatan fluks energi medan elektromagnetik. Besarnya vektor ini sama dengan energi yang ditransfer per satuan waktu melalui satuan luas permukaan yang tegak lurus terhadap arah rambat energi elektromagnetik.

Elektrodinamika menjadi dasar kajian dan pengembangan optik (sebagai cabang ilmu pengetahuan) dan fisika gelombang radio. Cabang ilmu ini merupakan landasan bagi teknik radio dan teknik elektro.

Elektrodinamika klasik, ketika menggambarkan sifat-sifat medan elektromagnetik dan prinsip-prinsip interaksinya, menggunakan sistem persamaan Maxwell (dalam bentuk integral atau diferensial), melengkapinya dengan sistem persamaan material, batas dan kondisi awal.

Persamaan struktural Maxwell

Sistem persamaan Maxwell dalam elektrodinamika mempunyai arti yang sama dengan hukum Newton dalam mekanika klasik. Persamaan Maxwell diperoleh sebagai hasil generalisasi dari berbagai data eksperimen. Persamaan struktur Maxwell dibedakan, menuliskannya dalam bentuk integral atau diferensial, dan persamaan material yang menghubungkan vektor dengan parameter yang mencirikan sifat listrik dan magnetik suatu materi.

Persamaan struktural Maxwell dalam bentuk integral (dalam sistem SI):

dimana adalah vektor kekuatan medan magnet; adalah vektor rapat arus listrik; - vektor perpindahan listrik. Persamaan (1) mencerminkan hukum penciptaan medan magnet. Medan magnet terjadi ketika suatu muatan bergerak (arus listrik) atau ketika medan listrik berubah. Persamaan ini merupakan generalisasi dari hukum Biot-Savart-Laplace. Persamaan (1) disebut teorema sirkulasi medan magnet.

dimana adalah vektor induksi medan magnet; - vektor kekuatan medan listrik; L adalah lingkaran tertutup yang melaluinya vektor kuat medan listrik bersirkulasi. Nama lain persamaan (2) adalah hukum induksi elektromagnetik. Ekspresi (2) berarti pusaran medan listrik yang dihasilkan oleh medan magnet bolak-balik.

dimana muatan listriknya; - kepadatan muatan. Persamaan (3) disebut teorema Ostrogradsky-Gauss. Muatan listrik merupakan sumber medan listrik, ada pula muatan listrik yang bebas.

Persamaan (4) menunjukkan bahwa medan magnet berbentuk pusaran. Muatan magnet tidak ada di alam.

Persamaan struktural Maxwell dalam bentuk diferensial (sistem SI):

dimana vektor kuat medan listrik; - vektor induksi magnet.

dimana adalah vektor kekuatan medan magnet; - vektor perpindahan dielektrik; - vektor kepadatan saat ini.

dimana adalah kerapatan distribusi muatan listrik.

Persamaan struktural Maxwell dalam bentuk diferensial menentukan medan elektromagnetik di setiap titik dalam ruang. Jika muatan dan arus didistribusikan terus menerus dalam ruang, maka bentuk integral dan diferensial persamaan Maxwell adalah ekuivalen. Namun jika terdapat permukaan diskontinuitas, maka bentuk integral penulisan persamaan Maxwell lebih umum.

Untuk mencapai kesetaraan matematis dari bentuk integral dan diferensial persamaan Maxwell, notasi diferensial dilengkapi dengan kondisi batas.

Dari persamaan Maxwell dapat disimpulkan bahwa medan magnet bolak-balik menghasilkan medan listrik bolak-balik dan sebaliknya, yaitu medan-medan tersebut tidak dapat dipisahkan dan membentuk satu medan elektromagnetik. Sumber medan listrik dapat berupa muatan listrik atau medan magnet yang berubah terhadap waktu. Medan magnet tereksitasi dengan menggerakkan muatan listrik (arus) atau medan listrik bolak-balik. Persamaan Maxwell tidak simetris terhadap medan listrik dan magnet. Hal ini terjadi karena muatan listrik ada, sedangkan muatan magnet tidak.

Persamaan materi

Sistem persamaan struktural Maxwell dilengkapi dengan persamaan material yang mencerminkan hubungan vektor dengan parameter yang mencirikan sifat listrik dan magnet materi.

dimana adalah konstanta dielektrik relatif, adalah permeabilitas magnet relatif, adalah konduktivitas listrik spesifik, adalah konstanta listrik, adalah konstanta magnet. Media dalam hal ini dianggap isotropik, non-feromagnetik, non-feroelektrik.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

DASAR-DASAR ELEKTRODINAMIKA. ELEKTROSTATIKA

DASAR-DASAR ELEKTRODINAMIKA

Elektrodinamika- ilmu tentang sifat-sifat medan elektromagnetik.

Medan elektromagnetik- ditentukan oleh pergerakan dan interaksi partikel bermuatan.

Manifestasi medan listrik/magnet- ini adalah aksi gaya listrik/magnet:
1) gaya gesek dan gaya elastis pada makrokosmos;
2) aksi gaya listrik/magnetik dalam mikrokosmos (struktur atom, penggabungan atom menjadi molekul,
transformasi partikel elementer)

Penemuan medan listrik/magnet- J.Maxwell.

ELEKTROSTATIKA

Cabang elektrodinamika mempelajari benda bermuatan listrik dalam keadaan diam.

Partikel dasar mungkin punya email bermuatan, maka disebut bermuatan;
- berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang bergantung pada jarak antar partikel,
tetapi melebihi gaya gravitasi timbal balik berkali-kali lipat (interaksi ini disebut
elektromagnetik).

Surel mengenakan biaya- fisik nilai menentukan intensitas interaksi listrik/magnetik.
Ada 2 tanda muatan listrik: positif dan negatif.
Partikel yang muatannya sejenis akan tolak menolak, dan partikel yang muatannya berbeda tarik menarik.
Proton bermuatan positif, elektron bermuatan negatif, dan neutron netral secara listrik.

Biaya dasar- Biaya minimum yang tidak dapat dibagi.
Bagaimana kita menjelaskan keberadaan gaya elektromagnetik di alam?
- Semua benda mengandung partikel bermuatan.
Dalam keadaan tubuh normal, el. netral (karena atomnya netral), dan listrik/magnetik. kekuatan tidak terwujud.

Tubuh terisi, jika ia mempunyai kelebihan biaya dalam tanda apa pun:
bermuatan negatif - jika ada kelebihan elektron;
bermuatan positif - jika kekurangan elektron.

Elektrifikasi tubuh- ini adalah salah satu cara untuk mendapatkan benda bermuatan, misalnya melalui kontak).
Dalam hal ini, kedua benda bermuatan, dan muatannya berlawanan tanda, tetapi besarnya sama.

Hukum kekekalan muatan listrik.

Dalam sistem tertutup, jumlah aljabar muatan semua partikel tidak berubah.
(...tetapi bukan jumlah partikel bermuatan, karena terdapat transformasi partikel elementer).

Sistem tertutup

Suatu sistem partikel dimana partikel bermuatan tidak masuk dari luar dan tidak keluar.

hukum Coulomb

Hukum dasar elektrostatika.

Gaya interaksi antara dua titik benda bermuatan tetap dalam ruang hampa berbanding lurus
hasil kali modul muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Kapan badan dianggap sebagai badan titik? - jika jarak antara keduanya berkali-kali lipat lebih besar dari ukuran benda.
Jika dua benda bermuatan listrik, maka keduanya berinteraksi menurut hukum Coulomb.

Satuan muatan listrik
1 C adalah muatan yang melewati penampang suatu penghantar dalam waktu 1 sekon dengan arus 1 A.
1 C adalah muatan yang sangat besar.
Muatan unsur:

MEDAN LISTRIK

Ada muatan listrik disekitarnya, secara material.
Sifat utama medan listrik: aksi gaya pada muatan listrik yang dimasukkan ke dalamnya.

Medan elektrostatis- medan muatan listrik stasioner tidak berubah terhadap waktu.

Kekuatan medan listrik.- karakteristik kuantitatif el. bidang.
adalah rasio gaya yang bekerja pada muatan titik yang dimasukkan dengan besarnya muatan ini.
- tidak bergantung pada besarnya muatan yang dimasukkan, tetapi mencirikan medan listrik!

Arah vektor tegangan
bertepatan dengan arah vektor gaya yang bekerja pada muatan positif, dan berlawanan dengan arah gaya yang bekerja pada muatan negatif.

Kekuatan medan muatan titik:

dimana q0 adalah muatan yang menimbulkan medan listrik.
Pada titik mana pun di lapangan, intensitas selalu diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik ini dan q0.

KAPASITAS LISTRIK

Mencirikan kemampuan dua konduktor untuk mengakumulasi muatan listrik.
- tidak bergantung pada q dan U.
- tergantung pada dimensi geometris konduktor, bentuknya, posisi relatif, sifat listrik medium antar konduktor.

Satuan SI : (F - farad)

KAPASITOR

Perangkat listrik yang menyimpan muatan
(dua konduktor dipisahkan oleh lapisan dielektrik).

Dimana d jauh lebih kecil dari dimensi konduktor.

Penunjukan pada diagram kelistrikan:

Seluruh medan listrik terkonsentrasi di dalam kapasitor.
Muatan suatu kapasitor adalah nilai mutlak muatan pada salah satu pelat kapasitor.

Jenis kapasitor:
1. menurut jenis dielektrik: udara, mika, keramik, elektrolitik
2. menurut bentuk pelatnya: pipih, bulat.
3. berdasarkan kapasitas: konstan, variabel (dapat disesuaikan).

Kapasitansi listrik kapasitor datar

dimana S adalah luas pelat (plating) kapasitor
d - jarak antar pelat
eo - konstanta listrik
e - konstanta dielektrik dielektrik

Termasuk kapasitor dalam suatu rangkaian listrik

paralel

sekuensial

Maka total kapasitas listrik (C):

bila dihubungkan secara paralel

.

bila dihubungkan secara seri

KONEKSI AC DC

Listrik- pergerakan teratur partikel bermuatan (elektron atau ion bebas).
Dalam hal ini, listrik ditransfer melalui penampang konduktor. muatan (selama pergerakan termal partikel bermuatan, total muatan listrik yang ditransfer = 0, karena muatan positif dan negatif dikompensasi).

Arah email saat ini- Secara konvensional diterima untuk mempertimbangkan arah pergerakan partikel bermuatan positif (dari + ke -).

Tindakan email arus (dalam konduktor):

efek termal dari arus- pemanasan konduktor (kecuali superkonduktor);

efek kimia dari arus - hanya muncul dalam elektrolit.Zat yang membentuk elektrolit dilepaskan pada elektroda;

efek magnetis dari arus(utama) - diamati di semua konduktor (defleksi jarum magnet di dekat konduktor berarus dan efek gaya arus pada konduktor yang berdekatan melalui medan magnet).

HUKUM OHM UNTUK BAGIAN RANGKAIAN

dimana , R adalah resistansi bagian rangkaian. (konduktor itu sendiri juga dapat dianggap sebagai bagian dari rangkaian).

Setiap konduktor mempunyai karakteristik tegangan arus yang spesifik.

PERLAWANAN

Ciri-ciri kelistrikan dasar suatu konduktor.
- menurut hukum Ohm, nilai ini konstan untuk suatu konduktor tertentu.

1 Ohm adalah hambatan suatu penghantar yang mempunyai beda potensial pada ujung-ujungnya
pada 1 V dan kuat arus di dalamnya adalah 1 A.

Resistansi hanya bergantung pada sifat konduktor:

dimana S adalah luas penampang konduktor, l adalah panjang konduktor,
ro - resistivitas yang mencirikan sifat-sifat zat konduktor.

RANGKAIAN LISTRIK

Terdiri dari sumber, konsumen arus listrik, kabel, dan saklar.

SAMBUNGAN SERI KONDUKTOR

I - kekuatan arus di sirkuit
U - tegangan di ujung bagian rangkaian

SAMBUNGAN KONDUKTOR PARALEL

I - kekuatan arus di bagian rangkaian yang tidak bercabang
U - tegangan di ujung bagian rangkaian
R - resistansi total bagian rangkaian

Ingat bagaimana alat ukur dihubungkan:

Ammeter - dihubungkan secara seri dengan konduktor tempat arus diukur.

Voltmeter - dihubungkan secara paralel ke konduktor tempat tegangan diukur.

PENGOPERASIAN DC

Kerja saat ini- ini adalah kerja medan listrik untuk mentransfer muatan listrik sepanjang konduktor;

Usaha yang dilakukan oleh arus pada suatu bagian rangkaian sama dengan hasil kali arus, tegangan dan waktu selama usaha tersebut dilakukan.

Dengan menggunakan rumus hukum Ohm untuk suatu penampang rangkaian, Anda dapat menulis beberapa versi rumus untuk menghitung kerja arus:

Menurut hukum kekekalan energi:

Usaha sama dengan perubahan energi suatu bagian rangkaian, sehingga energi yang dilepaskan oleh penghantar sama dengan kerja arus.

Dalam sistem SI:

HUKUM JOULE-LENZ

Ketika arus melewati suatu konduktor, konduktor memanas dan terjadi pertukaran panas dengan lingkungan, yaitu. konduktor mengeluarkan panas ke benda-benda di sekitarnya.

Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh suatu penghantar yang membawa arus ke lingkungan sama dengan hasil kali kuadrat kuat arus, hambatan penghantar, dan waktu arus melewati penghantar.

Menurut hukum kekekalan energi, jumlah kalor yang dilepaskan oleh suatu penghantar secara numerik sama dengan usaha yang dilakukan oleh arus yang mengalir melalui penghantar tersebut dalam waktu yang sama.

Dalam sistem SI:

[Q] = 1J

KEKUATAN DC

Perbandingan usaha yang dilakukan arus selama waktu t terhadap selang waktu tersebut.

Dalam sistem SI:

Fenomena superkonduktivitas

Penemuan superkonduktivitas suhu rendah:
1911 - Ilmuwan Belanda Kamerling - Onnes
diamati pada suhu sangat rendah (di bawah 25 K) di banyak logam dan paduan;
Pada suhu seperti itu, resistivitas zat-zat ini menjadi semakin kecil.

Pada tahun 1957, penjelasan teoritis tentang fenomena superkonduktivitas diberikan:
Cooper (AS), Bogolyubov (USSR)

1957 Eksperimen Collins: arus pada rangkaian tertutup tanpa sumber arus tidak berhenti selama 2,5 tahun.

Pada tahun 1986, superkonduktivitas suhu tinggi (pada 100 K) ditemukan (untuk logam-keramik).

Kesulitan mencapai superkonduktivitas:
- kebutuhan akan pendinginan zat yang kuat

Area aplikasi:
- memperoleh medan magnet yang kuat;
- elektromagnet kuat dengan belitan superkonduktor di akselerator dan generator.

Saat ini di sektor energi ada masalah besar
- kehilangan listrik yang besar selama transmisi dia melalui kawat.

Solusi yang Mungkin Masalah:
dengan superkonduktivitas, resistansi konduktor kira-kira 0
dan kehilangan energi berkurang drastis.

Zat dengan suhu superkonduktor tertinggi
Pada tahun 1988 di Amerika, pada suhu –148°C, diperoleh fenomena superkonduktivitas. Konduktornya adalah campuran talium, kalsium, barium dan tembaga oksida - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox.

Semikonduktor -

Suatu zat yang resistivitasnya dapat bervariasi dalam rentang yang luas dan menurun dengan sangat cepat seiring bertambahnya suhu, yang berarti konduktivitas listrik (1/R) meningkat.
- diamati pada silikon, germanium, selenium dan beberapa senyawa.

Mekanisme konduksi dalam semikonduktor

Kristal semikonduktor memiliki kisi kristal atom di mana elektron terluar terikat ke atom tetangga melalui ikatan kovalen.
Pada suhu rendah, semikonduktor murni tidak memiliki elektron bebas dan berperilaku seperti isolator.

ARUS LISTRIK DALAM VAKUM

Apa itu ruang hampa?
- ini adalah derajat penghalusan suatu gas di mana praktis tidak ada tumbukan molekul;

Arus listrik tidak dimungkinkan karena kemungkinan jumlah molekul terionisasi tidak dapat memberikan konduktivitas listrik;
- dimungkinkan untuk menghasilkan arus listrik dalam ruang hampa jika Anda menggunakan sumber partikel bermuatan;
- Aksi sumber partikel bermuatan dapat didasarkan pada fenomena emisi termionik.

Emisi termionik

- ini adalah emisi elektron oleh benda padat atau cair ketika dipanaskan hingga suhu yang sesuai dengan pancaran cahaya tampak dari logam panas.
Elektroda logam yang dipanaskan secara terus menerus memancarkan elektron, membentuk awan elektron di sekelilingnya.
Dalam keadaan setimbang, jumlah elektron yang meninggalkan elektroda sama dengan jumlah elektron yang kembali ke elektroda (karena elektroda menjadi bermuatan positif ketika elektron hilang).
Semakin tinggi suhu logam, semakin tinggi pula kerapatan awan elektron.

dioda vakum

Arus listrik dalam ruang hampa dimungkinkan dalam tabung vakum.
Tabung vakum adalah alat yang menggunakan fenomena emisi termionik.

Dioda vakum adalah tabung elektron dua elektroda (A - anoda dan K - katoda).
Tekanan yang sangat rendah tercipta di dalam wadah kaca

H - filamen ditempatkan di dalam katoda untuk memanaskannya. Permukaan katoda yang dipanaskan memancarkan elektron. Jika anoda dihubungkan ke + sumber arus, dan katoda dihubungkan ke -, maka rangkaian mengalir
arus termionik konstan. Dioda vakum memiliki konduktivitas satu arah.
Itu. Arus di anoda dimungkinkan jika potensial anoda lebih tinggi daripada potensial katoda. Dalam hal ini, elektron dari awan elektron tertarik ke anoda, menciptakan arus listrik dalam ruang hampa.

Karakteristik arus-tegangan dari dioda vakum.

Pada tegangan anoda rendah, tidak semua elektron yang dipancarkan katoda mencapai anoda, dan arus listriknya kecil. Pada tegangan tinggi, arus mencapai saturasi, yaitu. nilai maksimum.
Dioda vakum digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik.

Arus pada input penyearah dioda:

Arus keluaran penyearah:

Berkas elektron

Ini adalah aliran elektron yang terbang cepat dalam tabung vakum dan perangkat pelepasan gas.

Sifat berkas elektron:

Membelokkan medan listrik;
- membelokkan medan magnet di bawah pengaruh gaya Lorentz;
- ketika sinar yang mengenai suatu zat diperlambat, radiasi sinar-X muncul;
- menyebabkan pendaran (luminescence) pada beberapa padatan dan cairan (luminofor);
- Panaskan zat dengan cara dikontakkan.

Tabung sinar katoda (CRT)

Fenomena emisi termionik dan sifat berkas elektron digunakan.

CRT terdiri dari senjata elektron, deflektor horizontal dan vertikal
pelat dan layar elektroda.
Dalam senjata elektron, elektron yang dipancarkan oleh katoda yang dipanaskan melewati elektroda jaringan kontrol dan dipercepat oleh anoda. Pistol elektron memfokuskan berkas elektron ke suatu titik dan mengubah kecerahan cahaya di layar. Membelokkan pelat horizontal dan vertikal memungkinkan Anda memindahkan berkas elektron di layar ke titik mana pun di layar. Layar tabung dilapisi dengan fosfor yang mulai bersinar ketika dibombardir dengan elektron.

Ada dua jenis tabung:

1) dengan kontrol elektrostatis berkas elektron (defleksi berkas listrik hanya oleh medan listrik);
2) dengan kontrol elektromagnetik (kumparan defleksi magnetik ditambahkan).

Aplikasi utama CRT:

tabung gambar pada peralatan televisi;
tampilan komputer;
osiloskop elektronik dalam teknologi pengukuran.

ARUS LISTRIK DALAM GAS

Dalam kondisi normal, gas bersifat dielektrik, yaitu. itu terdiri dari atom dan molekul netral dan tidak mengandung pembawa arus listrik bebas.
Gas konduktor adalah gas terionisasi. Gas terionisasi memiliki konduktivitas elektron-ion.

Udara adalah dielektrik pada saluran listrik, kapasitor udara, dan sakelar kontak.

Udara merupakan penghantar pada saat terjadi petir, terjadi percikan listrik, maupun pada saat terjadinya busur las.

Ionisasi gas

Ini adalah pemecahan atom atau molekul netral menjadi ion dan elektron positif dengan menghilangkan elektron dari atom. Ionisasi terjadi ketika gas dipanaskan atau terkena radiasi (UV, sinar X, radioaktif) dan dijelaskan oleh peluruhan atom dan molekul selama tumbukan dengan kecepatan tinggi.

Pelepasan gas

Ini adalah arus listrik dalam gas terionisasi.
Pembawa muatan adalah ion positif dan elektron. Pelepasan gas diamati dalam tabung pelepasan gas (lampu) ketika terkena medan listrik atau magnet.

Rekombinasi partikel bermuatan

- gas berhenti menjadi konduktor jika ionisasi berhenti, hal ini terjadi akibat rekombinasi (penyatuan kembali partikel bermuatan berlawanan).

Ada pelepasan gas yang mandiri dan tidak mandiri.

Pelepasan gas yang tidak berkelanjutan

Jika kerja ionizer dihentikan, pelepasannya juga akan berhenti.

Ketika debit mencapai saturasi, grafik menjadi horizontal. Di sini, konduktivitas listrik gas hanya disebabkan oleh aksi ionizer.

Pelepasan gas mandiri

Dalam hal ini, pelepasan gas terus berlanjut bahkan setelah ionizer eksternal dihentikan karena ion dan elektron yang dihasilkan dari dampak ionisasi (= ionisasi sengatan listrik); terjadi ketika beda potensial antar elektroda meningkat (terjadi longsoran elektron).
Pelepasan gas yang tidak dapat dipertahankan dapat berubah menjadi pelepasan gas yang dapat dipertahankan jika Ua = Uignition.

Kerusakan listrik pada gas

Proses peralihan pelepasan gas yang tidak mandiri menjadi pelepasan gas mandiri.

Terjadi pelepasan gas secara mandiri 4 jenis:

1. membara - pada tekanan rendah (hingga beberapa mm Hg) - diamati pada tabung cahaya gas dan laser gas.
2. percikan - pada tekanan normal dan kuat medan listrik tinggi (petir - kuat arus hingga ratusan ribu ampere).
3. corona - pada tekanan normal dalam medan listrik yang tidak seragam (di ujung).
4. busur - kerapatan arus tinggi, tegangan rendah antar elektroda (suhu gas di saluran busur -5000-6000 derajat Celcius); diamati pada lampu sorot dan peralatan film proyeksi.

Pelepasan berikut diamati:

membara - di lampu neon;
percikan - dalam kilat;
corona - pada alat pengendap listrik, jika terjadi kebocoran energi;
busur - selama pengelasan, di lampu merkuri.

Plasma

Ini adalah keadaan agregasi keempat suatu zat dengan tingkat ionisasi tinggi akibat tumbukan molekul dengan kecepatan tinggi pada suhu tinggi; ditemukan di alam: ionosfer - plasma terionisasi lemah, Matahari - plasma terionisasi penuh; plasma buatan - dalam lampu pelepasan gas.

Plasma dapat berupa:

Suhu rendah - pada suhu kurang dari 100.000K;
suhu tinggi - pada suhu di atas 100.000K.

Sifat dasar plasma:

Konduktivitas listrik yang tinggi
- interaksi yang kuat dengan medan listrik dan magnet eksternal.

Pada suhu tertentu

Zat apa pun berada dalam keadaan plasma.

Menariknya, 99% materi di alam semesta adalah plasma

PERTANYAAN UJI UNTUK PENGUJIAN

Hukum Coulomb:

Di mana F – kekuatan interaksi elektrostatis antara dua benda bermuatan;

Q 1 , Q 2 – muatan listrik suatu benda;

ε – konstanta dielektrik relatif medium;

ε 0 =8,85·10 -12 F/m – konstanta listrik;

R– jarak antara dua benda bermuatan.

Kepadatan muatan linier:

dimana D Q - muatan dasar per bagian panjangnya d aku.

Kepadatan muatan permukaan:

dimana D Q - muatan dasar di permukaan d S.

Kepadatan muatan volume:

dimana D Q - muatan dasar, dalam volume d V.

Kekuatan medan listrik:

Di mana F – gaya yang bekerja pada muatan tersebut Q.

Teorema Gauss:

Di mana E– kekuatan medan elektrostatik;

D S – vektor , modulusnya sama dengan luas permukaan yang ditembus, dan arahnya bertepatan dengan arah garis normal ke lokasi;

Q– jumlah aljabar tahanan di dalam permukaan d S biaya.

Teorema sirkulasi vektor tegangan:

Potensi medan elektrostatik:

Di mana W p – energi potensial muatan titik Q.

Potensi biaya poin:

Kekuatan medan muatan titik:

.

Kuat medan yang ditimbulkan oleh garis lurus bermuatan seragam tak terhingga atau silinder yang panjangnya tak terhingga:

Di mana τ – kerapatan muatan linier;

R– jarak dari sumbu ulir atau silinder ke titik di mana kuat medan ditentukan.

Kekuatan medan yang diciptakan oleh bidang bermuatan seragam tak terhingga:

di mana σ adalah kerapatan muatan permukaan.

Hubungan antara potensi dan ketegangan secara umum:

E= – lulusanφ = .

Hubungan antara potensi dan intensitas dalam kasus medan seragam:

E= ,

Di mana D– jarak antar titik yang potensial φ 1 dan φ 2.

Hubungan antara potensial dan intensitas pada kasus medan dengan simetri pusat atau aksial:

Kerja gaya-gaya medan untuk memindahkan muatan q dari suatu titik medan yang potensial φ 1 ke suatu titik dengan potensi φ 2:

SEBUAH=q(φ 1 – φ 2).

Kapasitas listrik konduktor:

Di mana Q– biaya konduktor;

φ adalah potensial konduktor, asalkan pada tak terhingga potensial konduktor dianggap sama dengan nol.

Kapasitansi kapasitor:

Di mana Q– muatan kapasitor;

kamu– beda potensial antara pelat kapasitor.

Kapasitas listrik kapasitor datar:

dimana ε adalah konstanta dielektrik dari dielektrik yang terletak di antara pelat;

D– jarak antar pelat;

S– luas total pelat.

Kapasitas listrik bank kapasitor:

b) dengan koneksi paralel:

Energi kapasitor bermuatan:

,

Di mana Q– muatan kapasitor;

kamu– beda potensial antar pelat;

C– kapasitas listrik kapasitor.

Daya DC:

dimana D Q– muatan mengalir melalui penampang konduktor selama waktu d T.

Kepadatan arus:

Di mana SAYA– kuat arus pada konduktor;

S– daerah konduktor.

Hukum Ohm untuk bagian rangkaian yang tidak mengandung EMF:

Di mana SAYA– kekuatan arus di wilayah tersebut;

kamu

R– resistensi area tersebut.

Hukum Ohm untuk bagian rangkaian yang mengandung ggl:

Di mana SAYA– kekuatan arus di wilayah tersebut;

kamu– tegangan pada ujung bagian;

R– hambatan total bagian tersebut;

ε – EMF dari sumbernya.

Hukum Ohm untuk rangkaian tertutup (lengkap):

Di mana SAYA– kekuatan arus dalam rangkaian;

R– resistansi eksternal dari rangkaian;

R– resistensi internal dari sumber;

ε – EMF dari sumbernya.

Hukum Kirchhoff:

2. ,

di mana jumlah aljabar kekuatan arus yang berkumpul di suatu titik;

– jumlah aljabar penurunan tegangan pada rangkaian;

– jumlah aljabar EMF di sirkuit.

Resistansi konduktor:

Di mana R– resistansi konduktor;

ρ – resistivitas konduktor;

aku– panjang konduktor;

S

Konduktivitas konduktor:

Di mana G– konduktivitas konduktor;

γ – konduktivitas konduktor;

aku– panjang konduktor;

S– luas penampang konduktor.

Resistansi sistem konduktor:

a) dengan koneksi serial:

a) dalam koneksi paralel:

Kerja saat ini:

,

Di mana A- kerja saat ini;

kamu- tegangan;

SAYA– kekuatan saat ini;

R- perlawanan;

T- waktu.

Kekuatan saat ini:

.

Hukum Joule–Lenz

Di mana Q– jumlah panas yang dilepaskan.

Hukum Ohm dalam bentuk diferensial:

J=γ E ,

Di mana J - kepadatan arus;

γ – konduktivitas spesifik;

E– kekuatan medan listrik.

Hubungan antara induksi magnet dan kekuatan medan magnet:

B=μμ 0 H ,

Di mana B – vektor induksi magnet;

μ– permeabilitas magnetik;

H– kekuatan medan magnet.

Hukum Biot-Savart-Laplace:

,

dimana D B – induksi medan magnet yang ditimbulkan oleh suatu konduktor pada titik tertentu;

μ – permeabilitas magnetik;

μ 0 =4π·10 -7 H/m – konstanta magnet;

SAYA– kuat arus pada konduktor;

D aku – elemen konduktor;

R– vektor radius yang diambil dari elemen d aku konduktor ke titik di mana induksi medan magnet ditentukan.

Hukum arus total untuk medan magnet (teorema sirkulasi vektor B):

,

Di mana N– jumlah konduktor dengan arus yang dicakup oleh rangkaian L bebas dari.

Induksi magnet di pusat arus melingkar:

Di mana R– radius putaran melingkar.

Induksi magnet pada sumbu arus melingkar:

,

Di mana H– jarak dari pusat kumparan ke titik di mana induksi magnet ditentukan.

Induksi magnetik medan arus maju:

Di mana R 0 – jarak dari sumbu kawat ke titik di mana induksi magnet ditentukan.

Induksi magnetik medan solenoid:

B=μμ 0 aku,

Di mana N– perbandingan jumlah lilitan solenoid dengan panjangnya.

Kekuatan Ampere:

D F =Saya,

dimana D F – kekuatan Ampere;

SAYA– kuat arus pada konduktor;

D aku – panjang konduktor;

B– induksi medan magnet.

Gaya Lorentz:

F=Q E +Q[vB ],

Di mana F – Gaya Lorentz;

Q– muatan partikel;

E– kekuatan medan listrik;

ay– kecepatan partikel;

B– induksi medan magnet.

Fluks Magnetik:

a) dalam kasus medan magnet seragam dan permukaan datar:

=B n S,

Di mana Φ – fluks magnet;

Bn– proyeksi vektor induksi magnet ke vektor normal;

S– daerah kontur;

b) dalam kasus medan magnet yang tidak seragam dan proyeksi sewenang-wenang:

Hubungan fluks (aliran penuh) untuk toroid dan solenoid:

Di mana Ψ - aliran penuh;

N – jumlah putaran;

Φ – fluks magnet menembus satu putaran.

Induktansi Lingkaran:

Induktansi solenoid:

L=μμ 0 N 2 V,

Di mana L– induktansi solenoida;

μ – permeabilitas magnetik;

μ 0 – konstanta magnet;

N– perbandingan jumlah lilitan dengan panjangnya;

V– volume solenoid.

Hukum induksi elektromagnetik Faraday:

di mana ε Saya– ggl induksi;

– perubahan aliran total per satuan waktu.

Usaha untuk menggerakkan loop tertutup dalam medan magnet:

SEBUAH = SayaΔ Φ,

Di mana A– bekerja untuk memindahkan kontur;

SAYA– kekuatan arus dalam rangkaian;

Δ Φ – perubahan fluks magnet yang melewati rangkaian.

ggl yang diinduksi sendiri:

Energi medan magnet:

Kepadatan energi medan magnet volumetrik:

,

dimana ω adalah kerapatan energi medan magnet volumetrik;

B– induksi medan magnet;

H– kekuatan medan magnet;

μ – permeabilitas magnetik;

μ 0 – konstanta magnet.

3.2. Konsep dan definisi

? Sebutkan sifat-sifat muatan listrik.

1. Ada dua jenis muatan - positif dan negatif.

2. Muatan sejenis tolak menolak, muatan sejenis tarik menarik.

3. Muatan mempunyai sifat keleluasaan - semuanya merupakan kelipatan dari unsur terkecil.

4. Muatannya invarian, nilainya tidak bergantung pada kerangka acuan.

5. Muatan bersifat aditif - muatan suatu sistem benda sama dengan jumlah muatan semua benda dalam sistem tersebut.

6. Muatan listrik total suatu sistem tertutup bernilai konstan

7. Muatan yang diam merupakan sumber medan listrik, muatan yang bergerak merupakan sumber medan magnet.

? Merumuskan hukum Coulomb.

Gaya interaksi antara dua muatan titik yang diam sebanding dengan hasil kali besar muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut. Gaya diarahkan sepanjang garis yang menghubungkan muatan-muatan.

? Apa itu medan listrik? Kekuatan medan listrik? Merumuskan prinsip superposisi kuat medan listrik.

Medan listrik adalah jenis materi yang terkait dengan muatan listrik dan mentransmisikan aksi dari satu muatan ke muatan lainnya. Tegangan adalah suatu sifat gaya suatu medan yang sama dengan gaya yang bekerja pada satuan muatan positif yang ditempatkan pada suatu titik tertentu dalam medan tersebut. Prinsip superposisi - kuat medan yang diciptakan oleh sistem muatan titik sama dengan jumlah vektor kuat medan setiap muatan.

? Garis-garis gaya medan elektrostatis disebut? Sebutkan sifat-sifat garis gaya.

Garis yang garis singgungnya pada setiap titik berimpit dengan arah vektor kuat medan disebut garis gaya. Sifat-sifat garis gaya - dimulai pada muatan positif, berakhir pada muatan negatif, tidak terputus, dan tidak saling berpotongan.

? Berikan definisi dipol listrik. Bidang dipol.

Suatu sistem yang terdiri dari dua muatan listrik titik yang besarnya sama, berlawanan tanda, yang jarak antara keduanya kecil dibandingkan dengan jarak ke titik-titik di mana aksi muatan-muatan ini diamati.Vektor intensitas mempunyai arah yang berlawanan dengan vektor muatan listrik momen dipol (yang selanjutnya menjauhi muatan negatif ke muatan positif).

? Berapakah potensial medan elektrostatis? Merumuskan prinsip superposisi potensial.

Besaran skalar yang secara numerik sama dengan rasio energi potensial muatan listrik yang ditempatkan pada suatu titik tertentu di medan dengan besar muatan tersebut. Prinsip superposisi - potensial suatu sistem muatan titik pada suatu titik tertentu dalam ruang sama dengan jumlah aljabar potensial yang dihasilkan oleh muatan-muatan ini secara terpisah pada titik yang sama dalam ruang.

? Apa hubungan antara ketegangan dan potensi?

E=- (E adalah kuat medan pada titik tertentu di lapangan, j adalah potensial pada titik tersebut.)

? Definisikan konsep “aliran vektor kuat medan listrik”. Teorema elektrostatis State Gauss.

Untuk permukaan tertutup sembarang, fluks vektor tegangan E Medan listrik F.E= . Teorema Gauss:

= (di sini Qi– muatan ditutupi oleh permukaan tertutup). Berlaku untuk permukaan tertutup dalam bentuk apa pun.

? Zat apa yang disebut konduktor? Bagaimana muatan dan medan elektrostatis terdistribusi dalam suatu konduktor? Apa itu induksi elektrostatis?

Konduktor adalah zat yang muatan bebasnya dapat bergerak secara teratur di bawah pengaruh medan listrik. Di bawah pengaruh medan luar, muatan-muatan tersebut didistribusikan kembali, menciptakan medannya sendiri, yang besarnya sama dengan medan luar dan arahnya berlawanan. Oleh karena itu, tegangan yang dihasilkan di dalam konduktor adalah 0.

Induksi elektrostatis adalah jenis elektrifikasi di mana, di bawah pengaruh medan listrik eksternal, terjadi redistribusi muatan antar bagian suatu benda.

? Berapakah kapasitas listrik suatu konduktor atau kapasitor soliter? Bagaimana cara menentukan kapasitansi kapasitor datar, kumpulan kapasitor yang dihubungkan secara seri atau paralel? Satuan pengukuran kapasitas listrik.

Panduan soliter: di mana DENGAN-kapasitas, Q- muatan, j - potensial. Satuan pengukurannya adalah farad [F ]. (1 F adalah kapasitansi suatu konduktor yang potensialnya meningkat sebesar 1 V ketika muatan sebesar 1 C diberikan pada konduktor).

Kapasitansi kapasitor pelat sejajar. Koneksi serial: . Koneksi paralel: C jumlah = C 1 +C 2 +…+S N

? Zat apa yang disebut dielektrik? Jenis dielektrik apa yang Anda ketahui? Apa itu polarisasi dielektrik?

Dielektrik adalah zat yang pada kondisi normal tidak terdapat muatan listrik bebas. Ada dielektrik polar, non-polar, dan feroelektrik. Polarisasi adalah proses orientasi dipol di bawah pengaruh medan listrik eksternal.

? Apa yang dimaksud dengan vektor perpindahan listrik? Merumuskan postulat Maxwell.

Vektor perpindahan listrik D mencirikan medan elektrostatik yang diciptakan oleh muatan bebas (yaitu dalam ruang hampa), tetapi dengan distribusi di ruang angkasa seperti dengan adanya dielektrik. Postulat Maxwell: . Makna fisik - mengungkapkan hukum penciptaan medan listrik melalui aksi muatan di lingkungan yang sewenang-wenang.

? Merumuskan dan menjelaskan syarat batas medan elektrostatis.

Ketika medan listrik melewati antarmuka antara dua media dielektrik, vektor intensitas dan perpindahan berubah secara tiba-tiba besaran dan arahnya. Hubungan yang menjadi ciri perubahan ini disebut kondisi batas. Ada 4 di antaranya:

(3), (4)

? Bagaimana energi medan elektrostatis ditentukan? Kepadatan energi?

Energi W= ( E- kuat medan, konstanta e-dielektrik, e 0 -konstanta listrik, V- volume lapangan), kepadatan energi

? Definisikan konsep “arus listrik”. Jenis arus. Ciri-ciri arus listrik. Kondisi apa yang diperlukan untuk kemunculan dan keberadaannya?

Arus adalah pergerakan teratur partikel bermuatan. Jenis - arus konduksi, pergerakan muatan bebas yang teratur dalam konduktor, konveksi - terjadi ketika benda makroskopis bermuatan bergerak di ruang angkasa. Agar munculnya dan keberadaan arus, diperlukan partikel bermuatan yang mampu bergerak secara teratur, dan adanya medan listrik, yang energinya, jika diisi ulang, akan digunakan untuk gerakan teratur ini.

? Berikan dan jelaskan persamaan kontinuitas. Merumuskan syarat agar arus stasioner dalam bentuk integral dan diferensial.

Persamaan kontinuitas. Menyatakan hukum kekekalan muatan dalam bentuk diferensial. Kondisi stasioneritas (keteguhan) arus dalam bentuk integral: dan diferensial - .

? Tuliskan hukum Ohm dalam bentuk integral dan diferensial.

Bentuk integral – ( SAYA-saat ini, kamu- tegangan, R-perlawanan). Bentuk diferensial - ( J - rapat arus, g - konduktivitas listrik, E - kekuatan medan pada konduktor).

? Apa yang dimaksud dengan kekuatan luar? EMF?

Gaya luar memisahkan muatan menjadi positif dan negatif. EMF adalah perbandingan kerja memindahkan muatan sepanjang seluruh rangkaian tertutup dengan nilainya

? Bagaimana cara kerja dan daya arus ditentukan?

Saat memindahkan muatan Q melalui rangkaian listrik yang ujung-ujungnya diberi tegangan kamu, usaha yang dilakukan oleh medan listrik, daya arus (waktu-t)

? Merumuskan aturan Kirchhoff untuk rantai bercabang. Hukum konservasi apa yang termasuk dalam aturan Kirchhoff? Berapa banyak persamaan independen yang harus dibangun berdasarkan hukum pertama dan kedua Kirchhoff?

1. Jumlah aljabar arus yang berkumpul pada suatu titik simpul sama dengan 0.

2. Dalam rangkaian tertutup yang dipilih secara acak, jumlah aljabar penurunan tegangan sama dengan jumlah aljabar ggl yang terjadi pada rangkaian ini. Aturan pertama Kirchhoff mengikuti hukum kekekalan muatan listrik. Jumlah persamaan total harus sama dengan jumlah besaran yang diinginkan (sistem persamaan harus mencakup semua hambatan dan ggl).

? Arus listrik dalam gas. Proses ionisasi dan rekombinasi. Konsep plasma.

Arus listrik dalam gas adalah pergerakan elektron dan ion bebas yang terarah. Dalam kondisi normal, gas bersifat dielektrik dan menjadi konduktor setelah ionisasi. Ionisasi adalah proses pembentukan ion dengan memisahkan elektron dari molekul gas. Terjadi karena paparan ionizer eksternal - pemanasan yang kuat, iradiasi sinar-X atau ultraviolet, pemboman elektron. Rekombinasi adalah proses kebalikan dari ionisasi. Plasma adalah gas yang terionisasi penuh atau sebagian yang konsentrasi muatan positif dan negatifnya sama.

? Arus listrik dalam ruang hampa. Emisi termionik.

Pembawa arus dalam ruang hampa adalah elektron yang dipancarkan akibat emisi dari permukaan elektroda. Emisi termionik adalah emisi elektron oleh logam yang dipanaskan.

? Apa yang kamu ketahui tentang fenomena superkonduktivitas?

Sebuah fenomena di mana resistansi beberapa logam murni (timah, timbal, aluminium) turun menjadi nol pada suhu mendekati nol mutlak.

? Apa yang kamu ketahui tentang hambatan listrik suatu konduktor? Apa resistivitas, ketergantungannya pada suhu, konduktivitas listrik? Apa yang kamu ketahui tentang hubungan seri dan paralel konduktor. Apa itu shunt, resistensi tambahan?

Resistansi adalah nilai yang berbanding lurus dengan panjang konduktor aku dan berbanding terbalik dengan luas S penampang konduktor: (r-resistivitas). Konduktivitas adalah kebalikan dari resistensi. Resistansi spesifik (resistansi suatu penghantar sepanjang 1 m dengan penampang 1 m2). Resistensi spesifik tergantung pada suhu, di sini a adalah koefisien suhu, R Dan R 0 , r dan r 0 – hambatan dan resistivitas pada T dan 0 0 C. Paralel - , sekuensial R=R 1 +R 2 +…+Rn. Resistor shunt dihubungkan secara paralel dengan alat ukur listrik untuk mengalihkan sebagian arus listrik guna memperluas batas pengukuran.

? Medan magnet. Sumber apa yang dapat menciptakan medan magnet?

Medan magnet adalah jenis materi khusus yang melaluinya muatan listrik yang bergerak berinteraksi. Alasan adanya medan magnet konstan adalah konduktor stasioner dengan arus listrik konstan, atau magnet permanen.

? Merumuskan hukum Ampere. Bagaimana konduktor yang mengalirkan arus dalam satu arah (berlawanan) berinteraksi?

Sebuah konduktor yang membawa arus dikenai gaya Ampere sebesar .

B - induksi magnet, SAYA- arus dalam konduktor, D aku– panjang bagian konduktor, sudut antara induksi magnet dan bagian konduktor. Di satu arah mereka tarik-menarik, di arah berlawanan mereka tolak-menolak.

? Definisikan gaya Ampere. Bagaimana cara menentukan arahnya?

Ini adalah gaya yang bekerja pada konduktor pembawa arus yang ditempatkan dalam medan magnet. Kita menentukan arahnya sebagai berikut: kita posisikan telapak tangan kiri sehingga garis induksi magnet masuk ke dalamnya, dan keempat jari yang terulur diarahkan sepanjang arus dalam penghantar. Ibu jari yang ditekuk akan menunjukkan arah gaya Ampere.

? Jelaskan pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet. Berapakah gaya Lorentz? Apa arahnya?

Partikel bermuatan yang bergerak menciptakan medan magnetnya sendiri. Jika ditempatkan pada medan magnet luar, maka interaksi medan tersebut akan terwujud dalam munculnya gaya yang bekerja pada partikel dari medan luar - gaya Lorentz. Arahnya menurut kaidah tangan kiri. Untuk muatan positif - vektor B memasuki telapak tangan kiri, empat jari diarahkan sepanjang pergerakan muatan positif (vektor kecepatan), ibu jari yang ditekuk menunjukkan arah gaya Lorentz. Pada muatan negatif, gaya yang sama bekerja dalam arah yang berlawanan.

(Q-mengenakan biaya, ay-kecepatan, B- induksi, a- sudut antara arah kecepatan dan induksi magnet).

? Bingkai dengan arus dalam medan magnet seragam. Bagaimana cara menentukan momen magnet?

Medan magnet mempunyai efek orientasi pada kerangka pembawa arus, memutarnya dengan cara tertentu. Torsi ditentukan dengan rumus: M =P M X B , Di mana P M- vektor momen magnet bingkai dengan arus, sama dengan ADALAH N (arus per luas permukaan kontur, per satuan normal terhadap kontur), B -vektor induksi magnet, karakteristik kuantitatif medan magnet.

? Berapakah vektor induksi magnet? Bagaimana cara menentukan arahnya? Bagaimana medan magnet direpresentasikan secara grafis?

Vektor induksi magnet adalah karakteristik gaya medan magnet. Medan magnet digambarkan dengan jelas menggunakan garis-garis gaya. Pada setiap titik medan, garis singgung garis medan berimpit dengan arah vektor induksi magnet.

? Merumuskan dan menjelaskan hukum Biot–Savart–Laplace.

Hukum Biot-Savart-Laplace memungkinkan Anda menghitung konduktor dengan arus SAYA induksi medan magnet d B , dibuat pada titik sembarang di lapangan d aku konduktor: (di sini m 0 adalah konstanta magnet, m adalah permeabilitas magnet medium). Arah vektor induksi ditentukan oleh aturan sekrup kanan jika gerakan translasi sekrup sesuai dengan arah arus dalam elemen.

? Nyatakan prinsip superposisi medan magnet.

Prinsip superposisi - induksi magnet dari medan yang dihasilkan yang diciptakan oleh beberapa arus atau muatan yang bergerak sama dengan jumlah vektor induksi magnet dari medan tambahan yang diciptakan oleh setiap arus atau muatan yang bergerak secara terpisah:

? Jelaskan ciri-ciri utama medan magnet: fluks magnet, sirkulasi medan magnet, induksi magnet.

Fluks magnet F melalui permukaan apa pun S disebut besaran yang sama dengan hasil kali besar vektor induksi magnet dan luasnya S dan kosinus sudut a antara vektor-vektor B Dan N (luar normal ke permukaan). Sirkulasi vektor B pada kontur tertutup tertentu disebut integral bentuk , dimana d aku - vektor panjang dasar kontur. Teorema sirkulasi vektor B : sirkulasi vektor B sepanjang rangkaian tertutup sembarang sama dengan produk konstanta magnet dan jumlah aljabar arus yang dicakup oleh rangkaian ini. Vektor induksi magnet adalah karakteristik gaya medan magnet. Medan magnet digambarkan dengan jelas menggunakan garis-garis gaya. Pada setiap titik medan, garis singgung garis medan berimpit dengan arah vektor induksi magnet.

? Tuliskan dan komentari syarat medan magnet bersifat solenoidal dalam bentuk integral dan diferensial.

Bidang vektor yang tidak terdapat sumber dan sink disebut solenoidal. Kondisi medan magnet solenoidal dalam bentuk integral: dan bentuk diferensial:

? Kemaknitan. Jenis magnet. Feromagnet dan sifat-sifatnya. Apa itu histeresis?

Suatu zat bersifat magnetis jika mampu memperoleh momen magnet (magnetisasi) di bawah pengaruh medan magnet. Zat yang termagnetisasi dalam medan magnet luar melawan arah medan disebut zat diamagnetik.Zat yang termagnetisasi dalam medan magnet luar searah medan disebut zat paramagnetik. Kedua golongan ini disebut zat bermagnet lemah. Zat bermagnet kuat yang dapat menjadi magnet meskipun tidak ada medan magnet luar disebut feromagnet . Histeresis magnetik adalah perbedaan nilai magnetisasi suatu feromagnet pada kuat medan magnetisasi yang sama H tergantung pada nilai magnetisasi awal. Ketergantungan grafis ini disebut loop histeresis.

? Merumuskan dan menjelaskan hukum arus total dalam bentuk integral dan diferensial (tingkatan utama magnetostatika dalam suatu zat).

? Apa itu induksi elektromagnetik? Merumuskan dan menjelaskan hukum dasar induksi elektromagnetik (hukum Faraday). Nyatakan aturan Lenz.

Fenomena terjadinya gaya gerak listrik (ggl induksi) pada suatu penghantar yang terletak pada medan magnet bolak-balik atau bergerak dalam medan magnet konstan disebut induksi elektromagnetik. Hukum Faraday : apapun penyebab perubahan fluks induksi magnet yang diliputi oleh loop penghantar tertutup, yang timbul pada loop EMF

Tanda minus ditentukan oleh aturan Lenz - arus induksi dalam rangkaian selalu memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang diciptakannya mencegah perubahan fluks magnet yang menyebabkan arus induksi tersebut.

? Apa yang dimaksud dengan fenomena induksi diri? Apa itu induktansi, satuan pengukuran? Arus saat menutup dan membuka suatu rangkaian listrik.

Terjadinya ggl induksi pada suatu rangkaian penghantar akibat pengaruh medan magnetnya sendiri ketika berubah, akibat perubahan kuat arus pada penghantar. Induktansi adalah koefisien proporsionalitas yang bergantung pada bentuk dan ukuran konduktor atau rangkaian, [H]. Sesuai dengan aturan Lenz, ggl induktif sendiri mencegah kenaikan arus ketika rangkaian dihidupkan dan arus berkurang ketika rangkaian dimatikan. Oleh karena itu, besarnya arus tidak dapat berubah secara instan (analog mekanisnya adalah inersia).

? Fenomena saling induksi. Koefisien induksi timbal balik.

Jika dua rangkaian stasioner terletak berdekatan, maka ketika kuat arus pada salah satu rangkaian berubah, timbul ggl pada rangkaian lainnya. Fenomena ini disebut induksi timbal balik. Koefisien proporsionalitas L 21 dan L 12 disebut induktansi timbal balik dari rangkaian, keduanya sama.

? Tulis persamaan Maxwell dalam bentuk integral. Jelaskan arti fisiknya.

; ;

; .

Dari teori Maxwell dapat disimpulkan bahwa medan listrik dan magnet tidak dapat dianggap independen - perubahan waktu di satu waktu menyebabkan perubahan di waktu lain.

? Energi medan magnet. Kepadatan energi medan magnet.

Energi, L-induktansi, SAYA– kekuatan saat ini.

Kepadatan , DI DALAM- induksi magnet, N– kekuatan medan magnet, V-volume.

? Prinsip relativitas dalam elektrodinamika

Hukum umum medan elektromagnetik dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Dalam elektrodinamika relativistik telah ditetapkan bahwa invarian relativistik dari persamaan ini hanya terjadi pada kondisi relativitas medan listrik dan magnet, yaitu. ketika karakteristik bidang ini bergantung pada pilihan sistem referensi inersia. Pada sistem yang bergerak medan listriknya sama dengan sistem yang diam, namun pada sistem yang bergerak terdapat medan magnet yang tidak terdapat pada sistem yang diam.

Osilasi dan gelombang