Fundamentele electrodinamicii. electrostatică Legile electrodinamicii clasice se referă la

Electrodinamică... Dicționar de ortografie - carte de referință

Teoria clasică (non-cuantică) a comportării câmpului electromagnetic, care realizează interacțiunea dintre electrice. sarcini (interacțiune electromagnetică). Legile clasice macroscopic E. sunt formulate în ecuațiile lui Maxwell, care permit... Enciclopedie fizică

- (de la cuvântul electricitate, și greacă dinamis putere). Parte a fizicii care se ocupă cu acțiunea curenților electrici. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. ELECTRODINAMICĂ de la cuvântul electricitate și greacă. dinamism, putere... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Enciclopedie modernă

Electrodinamică- clasică, teoria proceselor electromagnetice non-cuantice în care rolul principal îl joacă interacțiunile dintre particulele încărcate în diverse medii și în vid. Formarea electrodinamicii a fost precedată de lucrările lui C. Coulomb, J. Biot, F. Savart, ... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Teoria clasică a proceselor electromagnetice în diverse medii și în vid. Acoperă un set imens de fenomene în care rolul principal este jucat de interacțiunile dintre particulele încărcate efectuate printr-un câmp electromagnetic... Dicţionar enciclopedic mare

ELECTRODINAMICĂ, în fizică, câmpul care studiază interacțiunea dintre câmpurile electrice și magnetice și corpurile încărcate. Această disciplină a început în secolul al XIX-lea. cu lucrările ei teoretice James MAXWELL, ea a devenit mai târziu parte a... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

ELECTRODINAMICĂ, electrodinamică, multe altele. nu, femeie (vezi electricitate și dinamică) (fizică). Catedra de fizică, studierea proprietăților curentului electric, electricității în mișcare; furnică. electrostatică. Dicționarul explicativ al lui Ușakov. D.N. Uşakov. 1935 1940... Dicționarul explicativ al lui Ușakov

ELECTRODINAMICĂ și, g. (specialist.). Teoria proceselor electromagnetice în diverse medii și în vid. Dicționarul explicativ al lui Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Şvedova. 1949 1992... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov

Substantiv, număr de sinonime: 2 dinamică (18) fizică (55) dicționar de sinonime ASIS. V.N. Trishin. 2013… Dicţionar de sinonime

electrodinamică- - [A.S. Goldberg. Dicționar energetic englez-rus. 2006] Subiecte de inginerie energetică în general electrodinamică EN... Ghidul tehnic al traducătorului

Cărți

• Electrodinamică, A. E. Ivanov. Acest manual este autosuficient: prezintă prelegeri care au fost susținute timp de mai mulți ani de un conferențiar la centrul educațional și științific de specialitate al MSTU. N. E. Bauman...
• Electrodinamică, Serghei Anatolevici Ivanov. ...

DEFINIȚIE

Câmpurile electromagnetice și interacțiunile electromagnetice sunt studiate de o ramură a fizicii numită electrodinamică.

Electrodinamica clasică studiază și descrie proprietățile câmpurilor electromagnetice. Examinează legile prin care câmpurile electromagnetice interacționează cu corpurile cu sarcină electrică.

Concepte de bază ale electrodinamicii

Baza electrodinamicii unui mediu staționar sunt ecuațiile lui Maxwell. Electrodinamica operează cu concepte de bază precum câmpul electromagnetic, sarcina electrică, potențialul electromagnetic, vectorul Poynting.

Un câmp electromagnetic este un tip special de materie care se manifestă atunci când un corp încărcat interacționează cu altul. Adesea, când se ia în considerare un câmp electromagnetic, componentele acestuia se disting: câmp electric și câmp magnetic. Un câmp electric creează o sarcină electrică sau un câmp magnetic alternativ. Un câmp magnetic apare atunci când o sarcină (corp încărcat) se mișcă și în prezența unui câmp electric care variază în timp.

Potențialul electromagnetic este o mărime fizică care determină distribuția câmpului electromagnetic în spațiu.

Electrodinamica se împarte în: electrostatică; magnetostatice; electrodinamica continuumului; electrodinamică relativistă.

Vectorul Poynting (vector Umov-Poynting) este o mărime fizică care este vectorul densității fluxului de energie al câmpului electromagnetic. Mărimea acestui vector este egală cu energia care este transferată pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață care este perpendiculară pe direcția de propagare a energiei electromagnetice.

Electrodinamica formează baza studiului și dezvoltării opticii (ca ramură a științei) și fizicii undelor radio. Această ramură a științei este fundația pentru inginerie radio și inginerie electrică.

Electrodinamica clasică, atunci când descrie proprietățile câmpurilor electromagnetice și principiile interacțiunii lor, utilizează sistemul de ecuații al lui Maxwell (în forme integrale sau diferențiale), completându-l cu un sistem de ecuații materiale, condiții de limită și inițiale.

Ecuațiile structurale ale lui Maxwell

Sistemul de ecuații al lui Maxwell are același sens în electrodinamică ca legile lui Newton în mecanica clasică. Ecuațiile lui Maxwell au fost obținute ca urmare a generalizării a numeroase date experimentale. Se disting ecuațiile structurale ale lui Maxwell, scriindu-le în formă integrală sau diferențială și ecuațiile materiale care conectează vectorii cu parametrii care caracterizează proprietățile electrice și magnetice ale materiei.

Ecuațiile structurale ale lui Maxwell în formă integrală (în sistemul SI):

unde este vectorul intensității câmpului magnetic; este vectorul densității curentului electric; - vector de deplasare electrică. Ecuația (1) reflectă legea creării câmpurilor magnetice. Un câmp magnetic apare atunci când o sarcină se mișcă (curent electric) sau când un câmp electric se modifică. Această ecuație este o generalizare a legii Biot-Savart-Laplace. Ecuația (1) se numește teorema de circulație a câmpului magnetic.

unde este vectorul de inducție a câmpului magnetic; - vectorul intensității câmpului electric; L este o buclă închisă prin care circulă vectorul intensității câmpului electric. Un alt nume pentru ecuația (2) este legea inducției electromagnetice. Expresia (2) înseamnă că câmpul electric vortex este generat datorită unui câmp magnetic alternativ.

unde este sarcina electrică; - densitatea de încărcare. Ecuația (3) se numește teorema Ostrogradsky-Gauss. Sarcinile electrice sunt surse de câmp electric; există sarcini electrice gratuite.

Ecuația (4) indică faptul că câmpul magnetic este vortex. Sarcinile magnetice nu există în natură.

Ecuațiile structurale ale lui Maxwell în formă diferențială (sistem SI):

unde este vectorul intensității câmpului electric; - vector de inducție magnetică.

unde este vectorul intensității câmpului magnetic; - vector de deplasare dielectrică; - vector de densitate de curent.

unde este densitatea de distribuție a sarcinii electrice.

Ecuațiile structurale ale lui Maxwell în formă diferențială determină câmpul electromagnetic în orice punct al spațiului. Dacă sarcinile și curenții sunt distribuiți continuu în spațiu, atunci formele integrale și diferențiale ale ecuațiilor lui Maxwell sunt echivalente. Totuși, dacă există suprafețe de discontinuitate, atunci forma integrală de scriere a ecuațiilor lui Maxwell este mai generală.

Pentru a obține echivalența matematică a formelor integrale și diferențiale ale ecuațiilor lui Maxwell, notația diferențială este completată cu condiții la limită.

Din ecuațiile lui Maxwell rezultă că un câmp magnetic alternativ generează un câmp electric alternativ și invers, adică aceste câmpuri sunt inseparabile și formează un singur câmp electromagnetic. Sursele câmpului electric pot fi fie sarcini electrice, fie un câmp magnetic variabil în timp. Câmpurile magnetice sunt excitate de sarcini electrice în mișcare (curenți) sau câmpuri electrice alternative. Ecuațiile lui Maxwell nu sunt simetrice în raport cu câmpurile electrice și magnetice. Acest lucru se întâmplă pentru că există sarcini electrice, dar sarcinile magnetice nu există.

Ecuații materiale

Sistemul de ecuații structurale al lui Maxwell este completat cu ecuații materiale care reflectă relația vectorilor cu parametrii care caracterizează proprietățile electrice și magnetice ale materiei.

unde este constanta dielectrică relativă, este permeabilitatea magnetică relativă, este conductivitatea electrică specifică, este constanta electrică, este constanta magnetică. Mediul în acest caz este considerat izotrop, neferomagnetic, neferoelectric.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

FUNDAMENTELE ELECTRODINAMICII. ELECTROSTATICĂ

FUNDAMENTELE ELECTRODINAMICII

Electrodinamică- știința proprietăților câmpului electromagnetic.

Câmp electromagnetic- determinată de mișcarea și interacțiunea particulelor încărcate.

Manifestarea câmpului electric/magnetic- aceasta este acțiunea forțelor electrice/magnetice:
1) forțe de frecare și forțe elastice în macrocosmos;
2) acțiunea forțelor electrice/magnetice în microcosmos (structura atomică, cuplarea atomilor în molecule,
transformarea particulelor elementare)

Descoperirea câmpului electric/magnetic- J. Maxwell.

ELECTROSTATICĂ

Ramura electrodinamicii studiază corpurile încărcate electric în repaus.

Particule elementare poate avea email taxă, atunci se numesc încărcate;
- interactioneaza intre ele cu forte care depind de distanta dintre particule,
dar depășesc de multe ori forțele gravitației reciproce (această interacțiune se numește
electromagnetic).

E-mail încărca- fizică valoarea determină intensitatea interacțiunilor electrice/magnetice.
Există 2 semne de sarcină electrică: pozitivă și negativă.
Particulele cu sarcini similare se resping, iar particulele cu sarcini diferite se atrag.
Un proton are o sarcină pozitivă, un electron are o sarcină negativă și un neutron este neutru din punct de vedere electric.

Taxa elementara- o taxă minimă care nu poate fi împărțită.
Cum putem explica prezența forțelor electromagnetice în natură?
- Toate corpurile conțin particule încărcate.
În starea normală a corpului, el. neutru (deoarece atomul este neutru) și electric/magnetic. puterile nu se manifestă.

Corpul este taxat, dacă are un exces de taxe de orice semn:
încărcat negativ - dacă există un exces de electroni;
încărcat pozitiv - dacă există o lipsă de electroni.

Electrificarea corpurilor- aceasta este una dintre modalitățile de a obține corpuri încărcate, de exemplu, prin contact).
În acest caz, ambele corpuri sunt încărcate, iar sarcinile sunt opuse ca semn, dar egale ca mărime.

Legea conservării sarcinii electrice.

Într-un sistem închis, suma algebrică a sarcinilor tuturor particulelor rămâne neschimbată.
(... dar nu și numărul de particule încărcate, deoarece există transformări ale particulelor elementare).

Sistem inchis

Un sistem de particule în care particulele încărcate nu intră din exterior și nu ies.

legea lui Coulomb

Legea fundamentală a electrostaticei.

Forța de interacțiune între două corpuri încărcate punctuale fixe în vid este direct proporțională
produsul modulelor de încărcare și este invers proporțional cu pătratul distanței dintre ele.

Când corpurile sunt considerate corpuri punctuale? - dacă distanţa dintre ele este de multe ori mai mare decât dimensiunea corpurilor.
Dacă două corpuri au sarcini electrice, atunci ele interacționează conform legii lui Coulomb.

Unitatea de sarcină electrică
1 C este o sarcină care trece prin secțiunea transversală a unui conductor în 1 secundă la un curent de 1 A.
1 C este o încărcare foarte mare.
Sarcina elementara:

CÂMP ELECTRIC

Există o sarcină electrică în jur, din punct de vedere material.
Proprietatea principală a câmpului electric: acțiunea cu forță asupra sarcinii electrice introduse în acesta.

Câmp electrostatic- câmpul unei sarcini electrice staționare nu se modifică în timp.

Intensitatea câmpului electric.- caracteristicile cantitative ale el. câmpuri.
este raportul dintre forța cu care câmpul acționează asupra sarcinii punctiforme introduse și mărimea acestei sarcini.
- nu depinde de mărimea sarcinii introduse, ci caracterizează câmpul electric!

Direcția vectorului de tensiune
coincide cu direcția vectorului forță care acționează asupra unei sarcini pozitive și opusă direcției forței care acționează asupra unei sarcini negative.

Intensitatea câmpului de încărcare punctiformă:

unde q0 este sarcina care creează câmpul electric.
În orice punct al câmpului, intensitatea este întotdeauna direcționată de-a lungul liniei drepte care leagă acest punct și q0.

CAPACITATE ELECTRICA

Caracterizează capacitatea a doi conductori de a acumula sarcină electrică.
- nu depinde de q și U.
- depinde de dimensiunile geometrice ale conductorilor, forma acestora, pozitia relativa, proprietatile electrice ale mediului dintre conductori.

Unități SI: (F - farad)

CONDENSATORI

Dispozitiv electric care stochează încărcarea
(doi conductoare separate printr-un strat dielectric).

Unde d este mult mai mic decât dimensiunile conductorului.

Denumirea pe schemele electrice:

Întregul câmp electric este concentrat în interiorul condensatorului.
Sarcina unui condensator este valoarea absolută a sarcinii de pe una dintre plăcile condensatorului.

Tipuri de condensatoare:
1. dupa tipul de dielectric: aer, mica, ceramica, electrolitic
2. după forma plăcilor: plate, sferice.
3. după capacitate: constant, variabil (reglabil).

Capacitatea electrică a unui condensator plat

unde S este aria plăcii (placarea) condensatorului
d - distanta dintre placi
eo - constantă electrică
e - constanta dielectrică a dielectricului

Inclusiv condensatori într-un circuit electric

paralel

secvenţial

Apoi capacitatea electrică totală (C):

când sunt conectate în paralel

.

când sunt conectate în serie

CONEXIUNI DC AC

Electricitate- mișcarea ordonată a particulelor încărcate (electroni sau ioni liberi).
În acest caz, electricitatea este transferată prin secțiunea transversală a conductorului. sarcină (în timpul mișcării termice a particulelor încărcate, sarcina electrică totală transferată = 0, deoarece sarcinile pozitive și negative sunt compensate).

Direcția de e-mail actual- se acceptă convențional să se ia în considerare direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv (de la + la -).

Acțiuni prin e-mail curent (în conductor):

efectul termic al curentului- încălzirea conductorului (cu excepția supraconductoarelor);

efectul chimic al curentului - apare numai în electroliți.Sustanțele care alcătuiesc electrolitul sunt eliberate pe electrozi;

efectul magnetic al curentului(principal) - observat la toate conductoarele (deformarea acului magnetic în apropierea unui conductor cu curent și efectul de forță al curentului asupra conductoarelor vecine printr-un câmp magnetic).

LEGEA LUI OHM PENTRU O SECȚIUNE DE CIRCUIT

unde , R este rezistența secțiunii circuitului. (conductorul în sine poate fi considerat și o secțiune a circuitului).

Fiecare conductor are propria caracteristică specifică curent-tensiune.

REZISTENŢĂ

Caracteristicile electrice de bază ale unui conductor.
- conform legii lui Ohm, această valoare este constantă pentru un conductor dat.

1 Ohm este rezistența unui conductor cu o diferență de potențial la capete
la 1 V și puterea curentului în acesta este de 1 A.

Rezistența depinde numai de proprietățile conductorului:

unde S este aria secțiunii transversale a conductorului, l este lungimea conductorului,
ro - rezistivitate care caracterizează proprietăţile substanţei conductor.

CIRCUITE ELECTRICE

Ele constau dintr-o sursă, un consumator de curent electric, fire și un comutator.

CONECTAREA DE SERIE A CONDUCTOARELOR

I - puterea curentului în circuit
U - tensiune la capetele secțiunii circuitului

CONECTAREA PARALELA A CONDUCTOARELOR

I - puterea curentului într-o secțiune neramificată a circuitului
U - tensiune la capetele secțiunii circuitului
R - rezistența totală a secțiunii circuitului

Amintiți-vă cum sunt conectate instrumentele de măsură:

Ampermetru - conectat în serie cu conductorul în care se măsoară curentul.

Voltmetru - conectat în paralel cu conductorul pe care se măsoară tensiunea.

FUNCȚIONARE DC

Munca curenta- aceasta este munca câmpului electric de a transfera sarcini electrice de-a lungul conductorului;

Munca efectuată de curent pe o secțiune a circuitului este egală cu produsul dintre curent, tensiune și timpul în care a fost efectuată lucrarea.

Folosind formula legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit, puteți scrie mai multe versiuni ale formulei pentru calcularea lucrului curentului:

Conform legii conservării energiei:

Lucrul este egal cu modificarea energiei unei secțiuni a circuitului, deci energia eliberată de conductor este egală cu munca curentului.

În sistemul SI:

LEGEA JOULE-LENZ

Când curentul trece printr-un conductor, conductorul se încălzește și are loc schimbul de căldură cu mediul, adică. conductorul degajă căldură corpurilor care îl înconjoară.

Cantitatea de căldură eliberată de un conductor care transportă curent în mediu este egală cu produsul dintre pătratul puterii curentului, rezistența conductorului și timpul trecerii curentului prin conductor.

Conform legii conservării energiei, cantitatea de căldură degajată de un conductor este numeric egală cu munca efectuată de curentul care trece prin conductor în același timp.

În sistemul SI:

[Q] = 1 J

ALIMENTARE DC

Raportul dintre munca efectuată de curent în timpul t și acest interval de timp.

În sistemul SI:

Fenomenul de supraconductivitate

Descoperirea supraconductivității la temperaturi scăzute:
1911 - Om de știință olandez Kamerling - Onnes
observat la temperaturi ultra-scăzute (sub 25 K) în multe metale și aliaje;
La astfel de temperaturi, rezistivitatea acestor substanțe devine extrem de mică.

În 1957, a fost dată o explicație teoretică a fenomenului de supraconductivitate:
Cooper (SUA), Bogolyubov (URSS)

1957 Experimentul lui Collins: curentul într-un circuit închis fără sursă de curent nu s-a oprit timp de 2,5 ani.

În 1986, a fost descoperită supraconductibilitatea la temperatură înaltă (la 100 K) (pentru metalo-ceramică).

Dificultatea de a realiza supraconductivitate:
- nevoia de racire puternica a substantei

Zona de aplicare:
- obtinerea de campuri magnetice puternice;
- electromagneti puternici cu infasurare supraconductoare in acceleratoare si generatoare.

În prezent în sectorul energetic există o problema mare
- pierderi mari de energie electrică în timpul transportului ea prin fir.

Soluție posibilă Probleme:
cu supraconductivitate, rezistența conductorilor este de aproximativ 0
iar pierderile de energie sunt reduse drastic.

Substanță cu cea mai mare temperatură supraconductoare
În 1988 în SUA, la o temperatură de –148°C, s-a obţinut fenomenul de supraconductivitate. Conductorul era un amestec de oxizi de taliu, calciu, bariu și cupru - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox.

Semiconductor -

O substanță a cărei rezistivitate poate varia într-un interval larg și scade foarte repede odată cu creșterea temperaturii, ceea ce înseamnă că conductivitatea electrică (1/R) crește.
- observat în siliciu, germaniu, seleniu și unii compuși.

Mecanism de conducereîn semiconductori

Cristalele semiconductoare au o rețea cristalină atomică în care electronii exteriori sunt legați de atomii vecini prin legături covalente.
La temperaturi scăzute, semiconductorii puri nu au electroni liberi și se comportă ca un izolator.

CURENTUL ELECTRIC ÎN VID

Ce este un vid?
- acesta este gradul de rarefacție al unui gaz la care practic nu există ciocniri de molecule;

Curentul electric nu este posibil deoarece numărul posibil de molecule ionizate nu poate asigura conductivitate electrică;
- este posibil să creezi curent electric în vid dacă folosești o sursă de particule încărcate;
- actiunea unei surse de particule incarcate se poate baza pe fenomenul de emisie termoionica.

Emisia termoionică

- aceasta este emisia de electroni de către corpurile solide sau lichide atunci când sunt încălzite la temperaturi corespunzătoare strălucirii vizibile a metalului fierbinte.
Electrodul metalic încălzit emite în mod continuu electroni, formând un nor de electroni în jurul său.
Într-o stare de echilibru, numărul de electroni care au părăsit electrodul este egal cu numărul de electroni care s-au întors la el (deoarece electrodul devine încărcat pozitiv atunci când electronii se pierd).
Cu cât temperatura metalului este mai mare, cu atât densitatea norului de electroni este mai mare.

Dioda de vid

Curentul electric în vid este posibil în tuburile vidate.
Un tub de vid este un dispozitiv care utilizează fenomenul de emisie termoionică.

O diodă în vid este un tub electronic cu doi electrozi (A - anod și K - catod).
În interiorul recipientului de sticlă se creează o presiune foarte scăzută

H - filament plasat în interiorul catodului pentru a-l încălzi. Suprafața catodului încălzit emite electroni. Dacă anodul este conectat la + al sursei de curent, iar catodul este conectat la -, atunci circuitul curge
curent termoionic constant. Dioda de vid are conductivitate unidirecțională.
Acestea. curentul în anod este posibil dacă potențialul anodului este mai mare decât potențialul catodic. În acest caz, electronii din norul de electroni sunt atrași de anod, creând un curent electric în vid.

Caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid.

La tensiuni anodice mici, nu toți electronii emiși de catod ajung la anod, iar curentul electric este mic. La tensiuni înalte, curentul ajunge la saturație, adică. valoare maximă.
Pentru a redresa curentul alternativ se folosește o diodă în vid.

Curentul la intrarea redresorului cu diode:

Curent de ieșire redresor:

Fascicule de electroni

Acesta este un flux de electroni care zboară rapid în tuburi vid și dispozitive cu descărcare în gaz.

Proprietățile fasciculelor de electroni:

Deviații în câmpuri electrice;
- devierea în câmpuri magnetice sub influența forței Lorentz;
- când un fascicul care lovește o substanță este decelerat, apar radiații cu raze X;
- determină strălucirea (luminescența) unor solide și lichide (luminofori);
- se încălzește substanța prin contactul cu ea.

tub catodic (CRT)

Se folosesc fenomene de emisie termoionică și proprietăți ale fasciculelor de electroni.

Un CRT este format dintr-un tun cu electroni, deflectoare orizontale și verticale
plăci de electrozi și ecran.
Într-un tun cu electroni, electronii emiși de un catod încălzit trec prin electrodul rețelei de control și sunt accelerați de anozi. Un tun de electroni concentrează un fascicul de electroni într-un punct și modifică luminozitatea luminii de pe ecran. Plăcile de deviere orizontale și verticale vă permit să mutați fasciculul de electroni de pe ecran în orice punct de pe ecran. Ecranul tubului este acoperit cu un fosfor care începe să strălucească atunci când este bombardat cu electroni.

Există două tipuri de tuburi:

1) cu control electrostatic al fasciculului de electroni (deviarea fasciculului electric numai de câmpul electric);
2) cu control electromagnetic (se adaugă bobine de deviere magnetică).

Principalele aplicații ale CRT:

Tuburi de imagine în echipamentele de televiziune;
display-uri de calculator;
osciloscoapele electronice în tehnologia de măsurare.

CURENTUL ELECTRIC ÎN GAZE

În condiții normale, gazul este un dielectric, adică. este format din atomi și molecule neutre și nu conține purtători liberi de curent electric.
Gazul conductor este un gaz ionizat. Gazul ionizat are conductivitate electron-ion.

Aerul este un dielectric în liniile electrice, condensatoarele de aer și comutatoarele de contact.

Aerul este conductor atunci când apare un fulger, o scânteie electrică sau când are loc un arc de sudare.

Ionizarea gazelor

Este descompunerea atomilor sau moleculelor neutre în ioni pozitivi și electroni prin îndepărtarea electronilor din atomi. Ionizarea are loc atunci când un gaz este încălzit sau expus la radiații (UV, raze X, radioactive) și se explică prin dezintegrarea atomilor și a moleculelor în timpul ciocnirilor la viteze mari.

Evacuarea gazelor

Acesta este curentul electric în gazele ionizate.
Purtătorii de sarcină sunt ionii pozitivi și electronii. Descărcările de gaz se observă în tuburile cu descărcare în gaz (lămpi) atunci când sunt expuse la un câmp electric sau magnetic.

Recombinarea particulelor încărcate

- gazul încetează să mai fie conductor dacă ionizarea se oprește, aceasta apare ca urmare a recombinării (reunirea particulelor încărcate opus).

Există o descărcare de gaz auto-susținută și non-auto-susținută.

Descărcare de gaz neautosusținută

Dacă acțiunea ionizatorului este oprită, se va opri și descărcarea.

Când descărcarea ajunge la saturație, graficul devine orizontal. Aici, conductivitatea electrică a gazului este cauzată numai de acțiunea ionizatorului.

Descărcare de gaz autonomă

În acest caz, descărcarea de gaz continuă și după terminarea ionizatorului extern datorită ionilor și electronilor rezultați din ionizarea prin impact (= ionizarea șocului electric); apare atunci când diferența de potențial dintre electrozi crește (se produce o avalanșă de electroni).
O descărcare de gaz non-susținută se poate transforma într-o descărcare de gaz autonomă atunci când Ua = Uaprindere.

Defectarea electrică a gazului

Procesul de tranziție a unei descărcări de gaze care nu se autosusține într-una care se autosusține.

Are loc o descărcare de gaz autonomă 4 tipuri:

1. mocnire - la presiuni scăzute (până la câțiva mm Hg) - observată în tuburile de lumină cu gaz și laserele cu gaz.
2. scânteie - la presiune normală și intensitate mare a câmpului electric (fulger - puterea curentului de până la sute de mii de amperi).
3. corona - la presiune normală într-un câmp electric neuniform (la vârf).
4. arc - densitate mare de curent, tensiune joasă între electrozi (temperatura gazului în canalul arcului -5000-6000 grade Celsius); observate în reflectoare și echipamente de film de proiecție.

Aceste evacuări se observă:

mocnit - în lămpi fluorescente;
scânteie - în fulger;
corona - în precipitatoare electrice, în timpul scurgerii de energie;
arc - în timpul sudării, în lămpi cu mercur.

Plasma

Aceasta este a patra stare de agregare a unei substanțe cu un grad ridicat de ionizare din cauza ciocnirii moleculelor la viteză mare la temperatură ridicată; găsite în natură: ionosferă - plasmă slab ionizată, Soarele - plasmă complet ionizată; plasmă artificială - în lămpi cu descărcare în gaz.

Plasma poate fi:

Temperatură scăzută - la temperaturi mai mici de 100.000K;
temperatură ridicată - la temperaturi peste 100.000K.

Proprietățile de bază ale plasmei:

Conductivitate electrică ridicată
- interacțiune puternică cu câmpurile electrice și magnetice externe.

La o temperatură

Orice substanță este în stare de plasmă.

Interesant este că 99% din materia din Univers este plasmă

ÎNTREBĂRI DE TESTARE PENTRU TESTARE

Legea lui Coulomb:

Unde F – forța de interacțiune electrostatică între două corpuri încărcate;

q 1 , q 2 – sarcini electrice ale corpurilor;

ε – constanta dielectrică relativă a mediului;

ε 0 =8,85·10 -12 F/m – constantă electrică;

r– distanța dintre două corpuri încărcate.

Densitatea de sarcină liniară:

unde D q – sarcină elementară pe secțiune de lungime d l.

Densitatea de sarcină la suprafață:

unde D q – sarcină elementară pe suprafață d s.

Densitatea de încărcare a volumului:

unde D q – sarcină elementară, în volum d V.

Intensitatea câmpului electric:

Unde F – forța care acționează asupra sarcinii q.

Teorema lui Gauss:

Unde E– intensitatea câmpului electrostatic;

d S – vector , al cărui modul este egal cu aria suprafeței care este pătrunsă, iar direcția coincide cu direcția normalului către amplasament;

q– suma algebrică a prizonierilor din interiorul suprafeței d S taxe.

Teorema privind circulația vectorului tensiune:

Potențial de câmp electrostatic:

Unde W p – energia potenţială a unei sarcini punctiforme q.

Potențial de încărcare punctuală:

Intensitatea câmpului de încărcare punctiformă:

.

Intensitatea câmpului creat de o linie dreaptă infinită încărcată uniform sau de un cilindru infinit de lung:

Unde τ – densitatea de sarcină liniară;

r– distanța de la axa filetului sau cilindrului până la punctul în care se determină intensitatea câmpului.

Intensitatea câmpului creat de un plan încărcat uniform infinit:

unde σ este densitatea de sarcină la suprafață.

Relația dintre potențial și tensiune în cazul general:

E= – gradφ = .

Relația dintre potențial și intensitate în cazul unui câmp uniform:

E= ,

Unde d– distanța dintre punctele cu potențiale φ 1 și φ 2.

Relația dintre potențial și intensitate în cazul unui câmp cu simetrie centrală sau axială:

Lucrarea câmpului forțează să miște o sarcină q dintr-un punct de câmp cu potențial φ 1 până la un punct cu potențial φ 2:

A=q(φ 1 – φ 2).

Capacitatea electrica a conductorului:

Unde q– sarcina conductorului;

φ este potențialul conductorului, cu condiția ca la infinit potențialul conductorului să fie luat egal cu zero.

Capacitatea condensatorului:

Unde q– sarcina condensatorului;

U– diferența de potențial dintre plăcile condensatorului.

Capacitatea electrică a unui condensator plat:

unde ε este constanta dielectrică a dielectricului situat între plăci;

d– distanta dintre placi;

S– suprafața totală a plăcilor.

Capacitatea electrică a băncii de condensatoare:

b) cu conexiune paralelă:

Energia unui condensator încărcat:

,

Unde q– sarcina condensatorului;

U– diferenta de potential intre placi;

C– capacitatea electrică a condensatorului.

Putere DC:

unde D q– sarcina care curge prin secțiunea transversală a conductorului în timpul d t.

Densitatea curentă:

Unde eu– puterea curentului în conductor;

S– zona conductorului.

Legea lui Ohm pentru o secțiune de circuit care nu conține EMF:

Unde eu– puterea curentă în zonă;

U

R– rezistenta zonei.

Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit care conține o fem:

Unde eu– puterea curentă în zonă;

U– tensiune la capetele secțiunii;

R– rezistenta totala a sectiunii;

ε – EMF al sursei.

Legea lui Ohm pentru un circuit închis (complet):

Unde eu– puterea curentului în circuit;

R– rezistența exterioară a circuitului;

r– rezistența internă a sursei;

ε – EMF al sursei.

Legile lui Kirchhoff:

2. ,

unde este suma algebrică a forțelor curente care converg la un nod;

– suma algebrică a căderilor de tensiune din circuit;

– suma algebrică a FEM din circuit.

Rezistenta conductorului:

Unde R– rezistenta conductorului;

ρ – rezistivitatea conductorului;

l– lungimea conductorului;

S

Conductivitatea conductorului:

Unde G– conductivitatea conductorului;

γ – conductivitatea conductorului;

l– lungimea conductorului;

S– aria secțiunii transversale a conductorului.

Rezistența sistemului conductor:

a) cu o conexiune serială:

a) în conexiune paralelă:

Lucrare curenta:

,

Unde A– munca curenta;

U- Voltaj;

eu– puterea curentului;

R- rezistenta;

t- timp.

Putere curentă:

.

Legea Joule-Lenz

Unde Q– cantitatea de căldură degajată.

Legea lui Ohm în formă diferențială:

j=γ E ,

Unde j - densitatea curentă;

γ – conductivitate specifică;

E– intensitatea câmpului electric.

Relația dintre inducția magnetică și intensitatea câmpului magnetic:

B=μμ 0 H ,

Unde B – vector de inducție magnetică;

μ– permeabilitatea magnetică;

H- intensitatea câmpului magnetic.

Legea Biot-Savart-Laplace:

,

unde D B – inducția câmpului magnetic creat de un conductor într-un anumit punct;

μ – permeabilitatea magnetică;

μ 0 =4π·10 -7 H/m – constantă magnetică;

eu– puterea curentului în conductor;

d l – element conductor;

r– vector rază desenat din elementul d l conductor până la punctul în care este determinată inducția câmpului magnetic.

Legea curentului total pentru câmpul magnetic (teorema circulației vectoriale B):

,

Unde n– numărul de conductoare cu curenți acoperiți de circuit L liber de la.

Inducția magnetică în centrul curentului circular:

Unde R– raza virajului circular.

Inducția magnetică pe axa curentului circular:

,

Unde h– distanta de la centrul bobinei pana la punctul in care se determina inductia magnetica.

Inducerea magnetică a câmpului de curent direct:

Unde r 0 – distanța de la axa firului până la punctul în care se determină inducția magnetică.

Inducerea magnetică a câmpului solenoid:

B=μμ 0 nu,

Unde n– raportul dintre numărul de spire ale solenoidului și lungimea acestuia.

Putere Amperi:

d F = eu,

unde D F – Putere amperi;

eu– puterea curentului în conductor;

d l – lungimea conductorului;

B– inducția câmpului magnetic.

Forța Lorentz:

F=q E +q[v B ],

Unde F – forța Lorentz;

q– sarcina de particule;

E– intensitatea câmpului electric;

v– viteza particulelor;

B– inducția câmpului magnetic.

Flux magnetic:

a) în cazul unui câmp magnetic uniform și al unei suprafețe plane:

Φ=B n S,

Unde Φ - flux magnetic;

Bn– proiecția vectorului de inducție magnetică pe vectorul normal;

S– zona de contur;

b) în cazul unui câmp magnetic neuniform și al proiecției arbitrare:

Legături de flux (debit complet) pentru toroid și solenoid:

Unde Ψ – flux complet;

N – numărul de spire;

Φ – flux magnetic care străbate o tură.

Inductanța buclei:

Inductanța solenoidului:

L=μμ 0 n 2 V,

Unde L– inductanța solenoidului;

μ – permeabilitatea magnetică;

μ 0 – constantă magnetică;

n– raportul dintre numărul de spire și lungimea acestuia;

V– volumul solenoidului.

Legea lui Faraday a inducției electromagnetice:

unde ε i– fem indus;

– modificarea debitului total pe unitatea de timp.

Lucrați pentru a muta o buclă închisă într-un câmp magnetic:

A=IΔ Φ,

Unde A– lucrul la mutarea conturului;

eu– puterea curentului în circuit;

Δ Φ – modificarea fluxului magnetic care trece prin circuit.

CEM auto-induse:

Energia câmpului magnetic:

Densitatea energiei câmpului magnetic volumetric:

,

unde ω este densitatea energiei volumetrice a câmpului magnetic;

B– inducția câmpului magnetic;

H– intensitatea câmpului magnetic;

μ – permeabilitatea magnetică;

μ 0 – constantă magnetică.

3.2. Concepte și definiții

? Enumerați proprietățile sarcinii electrice.

1. Există două tipuri de sarcini - pozitive și negative.

2. Asemenea sarcinilor se resping, spre deosebire de sarcinile se atrag.

3. Sarcinile au proprietatea discretității - toate sunt multipli ai celui mai mic elementar.

4. Taxa este invarianta, valoarea sa nu depinde de sistemul de referinta.

5. Sarcina este aditivă - sarcina unui sistem de corpuri este egală cu suma sarcinilor tuturor corpurilor din sistem.

6. Sarcina electrică totală a unui sistem închis este o valoare constantă

7. O sarcină staționară este o sursă a unui câmp electric, o sarcină în mișcare este o sursă a unui câmp magnetic.

? Formulați legea lui Coulomb.

Forța de interacțiune între două sarcini punctuale staționare este proporțională cu produsul mărimilor sarcinilor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Forța este direcționată de-a lungul liniei care leagă sarcinile.

? Ce este un câmp electric? Intensitatea câmpului electric? Formulați principiul suprapunerii intensității câmpului electric.

Un câmp electric este un tip de materie asociat cu sarcini electrice și care transmite acțiunea unei sarcini către alta. Tensiunea este o forță caracteristică unui câmp egală cu forța care acționează asupra unei unități de sarcină pozitivă plasată într-un punct dat al câmpului. Principiul suprapunerii - intensitatea câmpului creat de un sistem de sarcini punctiforme este egală cu suma vectorială a intensităților câmpului fiecărei sarcini.

? Cum se numesc liniile de forță ale unui câmp electrostatic? Enumerați proprietățile liniilor de forță.

O linie a cărei tangentă în fiecare punct coincide cu direcția vectorului intensității câmpului se numește linie de forță. Proprietățile liniilor de forță - încep cu sarcini pozitive, se termină cu sarcini negative, nu sunt întrerupte și nu se intersectează.

? Dați definiția unui dipol electric. Câmp dipol.

Un sistem de două sarcini electrice egale ca mărime, opuse în semn, distanța dintre care este mică în comparație cu distanța până la punctele în care se observă acțiunea acestor sarcini.Vectorul intensității are direcția opusă vectorului electricității. momentul dipolului (care, la rândul său, este direcționat departe de sarcina negativă către sarcina pozitivă).

? Ce este potențialul de câmp electrostatic? Formulați principiul suprapunerii potențiale.

O mărime scalară egală numeric cu raportul dintre energia potențială a unei sarcini electrice plasată într-un punct dat din câmp și mărimea acestei sarcini. Principiul suprapunerii - potențialul unui sistem de sarcini punctuale într-un anumit punct din spațiu este egal cu suma algebrică a potențialelor pe care aceste sarcini le-ar crea separat în același punct din spațiu.

? Care este relația dintre tensiune și potențial?

E=- (E este intensitatea câmpului într-un anumit punct al câmpului, j este potențialul în acest punct.)

? Definiți conceptul de „flux vector al intensității câmpului electric”. Prezentați teorema electrostatică a lui Gauss.

Pentru o suprafață închisă arbitrară, fluxul vectorului de tensiune E câmp electric F E= . Teorema lui Gauss:

= (aici Qi– sarcini acoperite de o suprafață închisă). Valabil pentru o suprafață închisă de orice formă.

? Ce substanțe se numesc conductoare? Cum sunt distribuite sarcinile și câmpul electrostatic într-un conductor? Ce este inducția electrostatică?

Conductorii sunt substanțe în care sarcinile libere se pot deplasa în mod ordonat sub influența unui câmp electric. Sub influența unui câmp extern, sarcinile sunt redistribuite, creându-și propriul câmp, egal ca mărime cu cel extern și direcționat invers. Prin urmare, tensiunea rezultată în interiorul conductorului este 0.

Inducția electrostatică este un tip de electrificare în care, sub influența unui câmp electric extern, are loc o redistribuire a sarcinilor între părțile unui anumit corp.

? Care este capacitatea electrică a unui conductor sau condensator solitar? Cum se determină capacitatea unui condensator plat, a unei bănci de condensatoare conectate în serie sau în paralel? Unitate de măsură a capacității electrice.

Ghid solitar: unde CU-capacitate, q- sarcina, j - potential. Unitatea de măsură este farad [F]. (1 F este capacitatea unui conductor al cărui potențial crește cu 1 V atunci când conductorului i se transmite o sarcină de 1 C).

Capacitatea unui condensator cu plăci paralele. Conexiune serială: . Conexiune in paralel: C total = C 1 +C 2 +…+S n

? Ce substanțe se numesc dielectrice? Ce tipuri de dielectrici cunoașteți? Ce este polarizarea dielectricilor?

Dielectricii sunt substanțe în care, în condiții normale, nu există sarcini electrice gratuite. Există dielectrici polari, nepolari și feroelectrici. Polarizarea este procesul de orientare a dipolilor sub influența unui câmp electric extern.

? Ce este un vector de deplasare electrică? Formulați postulatul lui Maxwell.

Vector deplasare electrică D caracterizează câmpul electrostatic creat de sarcinile libere (adică în vid), dar cu o astfel de distribuție în spațiu ca în prezența unui dielectric. Postulatul lui Maxwell: . Sensul fizic – exprimă legea creării câmpurilor electrice prin acțiunea sarcinilor în medii arbitrare.

? Formulați și explicați condițiile la limită pentru câmpul electrostatic.

Când un câmp electric trece prin interfața dintre două medii dielectrice, vectorul de intensitate și deplasarea se modifică brusc în mărime și direcție. Relațiile care caracterizează aceste modificări se numesc condiții la limită. Sunt 4 dintre ele:

(3), (4)

? Cum se determină energia unui câmp electrostatic? Densitatea energiei?

Energia W= ( E- intensitatea câmpului, constantă e-dielectrică, e 0 - constantă electrică, V- volumul câmpului), densitatea de energie

? Definiți conceptul de „curent electric”. Tipuri de curenți. Caracteristicile curentului electric. Ce condiție este necesară pentru apariția și existența sa?

Curentul este mișcarea ordonată a particulelor încărcate. Tipuri - curent de conducere, mișcare ordonată a sarcinilor libere într-un conductor, convecție - apare atunci când un corp macroscopic încărcat se mișcă în spațiu. Pentru apariția și existența unui curent, este necesar să existe particule încărcate capabile să se miște în mod ordonat și prezența unui câmp electric, a cărui energie, fiind completată, ar fi cheltuită pentru această mișcare ordonată.

? Dați și explicați ecuația de continuitate. Formulați condiția ca curentul să fie staționar în forme integrale și diferențiale.

Ecuația de continuitate. Exprimă legea conservării sarcinii sub formă diferențială. Condiție de staționare (constanță) a curentului în formă integrală: și diferențială - .

? Scrieți legea lui Ohm în forme integrale și diferențiale.

Forma integrală – ( eu-actual, U- Voltaj, R-rezistenţă). Forma diferențială - ( j - densitatea curentului, g - conductivitatea electrică, E - intensitatea câmpului în conductor).

? Ce sunt forțele exterioare? EMF?

Forțele exterioare separă sarcinile în pozitive și negative. EMF este raportul dintre munca de mutare a unei sarcini de-a lungul întregului circuit închis și valoarea acesteia

? Cum se determină munca și puterea curentă?

Când mutați o încărcare q printr-un circuit electric la capetele căruia se aplică tensiune U, lucrul este realizat de câmpul electric, puterea curentă (t-time)

? Formulați regulile lui Kirchhoff pentru lanțurile ramificate. Ce legi de conservare sunt incluse în regulile lui Kirchhoff? Câte ecuații independente trebuie construite pe baza primei și a doua legi a lui Kirchhoff?

1. Suma algebrică a curenților care converg la un nod este egală cu 0.

2. În orice circuit închis ales arbitrar, suma algebrică a căderilor de tensiune este egală cu suma algebrică a emfs care apar în acest circuit. Prima regulă a lui Kirchhoff rezultă din legea conservării sarcinii electrice. Numărul de ecuații în total trebuie să fie egal cu numărul de mărimi dorite (sistemul de ecuații trebuie să includă toată rezistența și fem).

? Curentul electric în gaz. Procese de ionizare și recombinare. Conceptul de plasmă.

Curentul electric din gaze este mișcarea direcționată a electronilor și ionilor liberi. În condiții normale, gazele sunt dielectrice și devin conductori după ionizare. Ionizarea este procesul de formare a ionilor prin separarea electronilor de moleculele de gaz. Apare din cauza expunerii la un ionizator extern - încălzire puternică, iradiere cu raze X sau ultraviolete, bombardament cu electroni. Recombinarea este procesul invers al ionizării. Plasma este un gaz ionizat complet sau parțial în care concentrațiile sarcinilor pozitive și negative sunt egale.

? Curentul electric în vid. Emisia termoionică.

Purtătorii de curent în vid sunt electroni emiși datorită emisiei de pe suprafața electrozilor. Emisia termoionică este emisia de electroni de către metalele încălzite.

? Ce știi despre fenomenul de supraconductivitate?

Fenomen în care rezistența unor metale pure (staniu, plumb, aluminiu) scade la zero la temperaturi apropiate de zero absolut.

? Ce știi despre rezistența electrică a conductorilor? Ce este rezistivitatea, dependența ei de temperatură, conductivitatea electrică? Ce știi despre conexiunea în serie și paralelă a conductorilor. Ce este un șunt, rezistență suplimentară?

Rezistența este o valoare direct proporțională cu lungimea conductorului lși invers proporțională cu suprafața S secţiunea conductorului: (r-rezistivitate). Conductibilitatea este reciproca rezistenței. Rezistența specifică (rezistența unui conductor de 1 m lungime cu o secțiune transversală de 1 m2). Rezistența specifică depinde de temperatură, aici a este coeficientul de temperatură, RȘi R 0 , r și r 0 – rezistențe și rezistivități la tși 0 0 C. Paralel - , secvenţial R=R 1 +R 2 +…+Rn. Un rezistor de șunt este conectat în paralel cu un instrument de măsurare electric pentru a devia o parte din curentul electric pentru a extinde limitele de măsurare.

? Un câmp magnetic. Ce surse pot crea un câmp magnetic?

Un câmp magnetic este un tip special de materie prin care interacționează sarcinile electrice în mișcare. Motivul existenței unui câmp magnetic constant este un conductor staționar cu un curent electric constant, sau magneți permanenți.

? Formulați legea lui Ampere. Cum interacționează conductorii prin care curge curentul într-o direcție (opusă)?

Un conductor care poartă curent este acționat de o forță Amperi egală cu .

B - inducție magnetică, eu- curent în conductor, D l– lungimea secțiunii conductorului, a-unghi între inducția magnetică și secțiunea conductorului. Într-o direcție se atrag, în direcția opusă se resping.

? Definiți forța Amperi. Cum să-i determinăm direcția?

Aceasta este forța care acționează asupra unui conductor purtător de curent plasat într-un câmp magnetic. Determinăm direcția după cum urmează: poziționăm palma mâinii stângi astfel încât liniile de inducție magnetică să intre în ea, iar cele patru degete întinse să fie direcționate de-a lungul curentului din conductor. Degetul mare îndoit va arăta direcția forței Amperi.

? Explicați mișcarea particulelor încărcate într-un câmp magnetic. Ce este forța Lorentz? Care este direcția ei?

O particulă încărcată în mișcare își creează propriul câmp magnetic. Dacă este plasat într-un câmp magnetic extern, atunci interacțiunea câmpurilor se va manifesta prin apariția unei forțe care acționează asupra particulei din câmpul exterior - forța Lorentz. Direcția este conform regulii mâinii stângi. Pentru o sarcină pozitivă - vector B intră în palma mâinii stângi, patru degete sunt îndreptate de-a lungul mișcării sarcinii pozitive (vector viteză), degetul mare îndoit arată direcția forței Lorentz. Pe o sarcină negativă, aceeași forță acționează în direcția opusă.

(q-încărca, v-viteză, B- inducție, a- unghi între direcția vitezei și inducția magnetică).

? Un cadru cu curent într-un câmp magnetic uniform. Cum se determină momentul magnetic?

Câmpul magnetic are un efect de orientare asupra cadrului purtător de curent, întorcându-l într-un anumit fel. Cuplul este determinat de formula: M =p m X B , Unde p m- vector al momentului magnetic al cadrului cu curent, egal cu ESTE n (curent pe suprafață de contur, per unitate normală la contur), B -vector de inducție magnetică, caracteristică cantitativă a câmpului magnetic.

? Care este vectorul de inducție magnetică? Cum să-i determinăm direcția? Cum este reprezentat grafic un câmp magnetic?

Vectorul de inducție magnetică este forța caracteristică câmpului magnetic. Câmpul magnetic este descris clar folosind linii de forță. În fiecare punct al câmpului, tangenta la linia câmpului coincide cu direcția vectorului de inducție magnetică.

? Formulați și explicați legea Biot–Savart–Laplace.

Legea Biot-Savart-Laplace vă permite să calculați pentru un conductor cu curent eu inducția câmpului magnetic d B , creat într-un punct arbitrar din câmpul d l conductor: (aici m 0 este constanta magnetică, m este permeabilitatea magnetică a mediului). Direcția vectorului de inducție este determinată de regula șurubului drept dacă mișcarea de translație a șurubului corespunde direcției curentului în element.

? Prezentați principiul suprapunerii pentru un câmp magnetic.

Principiul suprapunerii - inducția magnetică a câmpului rezultat creat de mai mulți curenți sau sarcini în mișcare este egală cu suma vectorială a inducției magnetice a câmpurilor adăugate create de fiecare curent sau sarcină în mișcare separat:

? Explicați principalele caracteristici ale unui câmp magnetic: flux magnetic, circulație a câmpului magnetic, inducție magnetică.

Flux magnetic F prin orice suprafață S numită mărime egală cu produsul dintre mărimea vectorului de inducție magnetică și aria S iar cosinusul unghiului a dintre vectori B Și n (normală exterioară la suprafață). Circulația vectorială B peste un contur închis dat se numește integrală de forma , unde d l - vector al lungimii elementare a conturului. Teorema circulației vectoriale B : circulatie vectoriala B de-a lungul unui circuit închis arbitrar este egal cu produsul dintre constanta magnetică și suma algebrică a curenților acoperiți de acest circuit. Vectorul de inducție magnetică este forța caracteristică câmpului magnetic. Câmpul magnetic este descris clar folosind linii de forță. În fiecare punct al câmpului, tangenta la linia câmpului coincide cu direcția vectorului de inducție magnetică.

? Notați și comentați condiția ca câmpul magnetic să fie solenoidal în forme integrale și diferențiale.

Câmpurile vectoriale în care nu există surse și chiuvete se numesc solenoidale. Condiție pentru câmpul magnetic solenoidal în formă integrală: și formă diferențială:

? Magnetism. Tipuri de magneți. Feromagneții și proprietățile lor. Ce este histerezisul?

O substanță este magnetică dacă este capabilă să dobândească un moment magnetic (magnetizare) sub influența unui câmp magnetic. Substanțele care sunt magnetizate într-un câmp magnetic extern în direcția câmpului se numesc substanțe diamagnetice.Substanțele care sunt magnetizate într-un câmp magnetic extern în direcția câmpului se numesc substanțe paramagnetice. Aceste două clase sunt numite substanțe slab magnetice. Substanțele puternic magnetice care sunt magnetizate chiar și în absența unui câmp magnetic extern se numesc feromagneți . Histerezisul magnetic este diferența dintre valorile de magnetizare ale unui feromagnet la aceeași intensitate a câmpului de magnetizare H în funcție de valoarea magnetizării preliminare. Această dependență grafică se numește buclă de histerezis.

? Formulați și explicați legea curentului total în forme integrale și diferențiale (principalele niveluri de magnetostatice în materie).

? Ce este inducția electromagnetică? Formulați și explicați legea de bază a inducției electromagnetice (legea lui Faraday). Stabiliți regula lui Lenz.

Fenomenul de apariție a forței electromotoare (emf de inducție) într-un conductor situat într-un câmp magnetic alternativ sau care se deplasează într-un câmp magnetic constant se numește inducție electromagnetică. Legea lui Faraday: indiferent de motivul modificării fluxului de inducție magnetică acoperită de o buclă conducătoare închisă, care apare în bucla EMF

Semnul minus este determinat de regula lui Lenz - curentul indus în circuit are întotdeauna o astfel de direcție încât câmpul magnetic pe care îl creează împiedică modificarea fluxului magnetic care a provocat acest curent indus.

? Care este fenomenul de auto-inducere? Ce este inductanța, unitățile de măsură? Curenți la închiderea și deschiderea unui circuit electric.

Apariția FEM indusă într-un circuit conductor sub influența propriului câmp magnetic atunci când acesta se modifică, rezultat din modificarea puterii curentului în conductor. Inductanța este un coeficient de proporționalitate care depinde de forma și dimensiunea conductorului sau a circuitului, [H]. În conformitate cu regula lui Lenz, fem-ul auto-inductiv împiedică creșterea curentului atunci când circuitul este pornit și curentul să scadă când circuitul este oprit. Prin urmare, mărimea curentului nu se poate schimba instantaneu (analogul mecanic este inerția).

? Fenomenul de inducție reciprocă. Coeficientul de inducție reciprocă.

Dacă două circuite staționare sunt situate aproape unul de celălalt, atunci când puterea curentului într-un circuit se schimbă, apare o fem în celălalt circuit. Acest fenomen se numește inducție reciprocă. Coeficienții de proporționalitate L 21 și L 12 se numește inductanța reciprocă a circuitelor, acestea sunt egale.

? Scrieți ecuațiile lui Maxwell în formă integrală. Explicați semnificația lor fizică.

; ;

; .

Din teoria lui Maxwell rezultă că câmpurile electrice și magnetice nu pot fi considerate independente - o schimbare a timpului a unuia duce la o schimbare a celuilalt.

? Energia câmpului magnetic. Densitatea energiei câmpului magnetic.

Energie, L-inductanţă, eu– puterea curentului.

Densitate , ÎN- inductie magnetica, N- intensitatea câmpului magnetic, V-volum.

? Principiul relativității în electrodinamică

Legile generale ale câmpurilor electromagnetice sunt descrise de ecuațiile lui Maxwell. În electrodinamica relativistă s-a stabilit că invarianța relativistă a acestor ecuații are loc numai în condiția relativității câmpurilor electrice și magnetice, adică. când caracteristicile acestor câmpuri depind de alegerea sistemelor de referinţă inerţiale. Într-un sistem în mișcare, câmpul electric este același ca într-un sistem staționar, dar într-un sistem în mișcare există un câmp magnetic, care nu este prezent într-un sistem staționar.

Oscilații și unde