Bazat e elektrodinamikës. elektrostatikë Ligjet e elektrodinamikës klasike lidhen me

Elektrodinamika… Fjalor drejtshkrimor-libër referimi

Teoria klasike (jo kuantike) e sjelljes së fushës elektromagnetike, e cila kryen bashkëveprimin midis elektrike. ngarkesat (ndërveprimi elektromagnetik). Ligjet klasike makroskopike E. janë formuluar në ekuacionet e Maxwell, të cilat lejojnë ... Enciklopedia fizike

- (nga fjala elektricitet, dhe greqishtja dinamis pushtet). Pjesë e fizikës që merret me veprimin e rrymave elektrike. Fjalori i fjalëve të huaja të përfshira në gjuhën ruse. Chudinov A.N., 1910. ELEKTRODINAMIKË nga fjala elektricitet, dhe greqisht. dinamizëm, forcë... Fjalori i fjalëve të huaja të gjuhës ruse

Enciklopedi moderne

Elektrodinamika- teoria klasike e proceseve elektromagnetike jo kuantike në të cilat rolin kryesor e luajnë ndërveprimet midis grimcave të ngarkuara në media të ndryshme dhe në vakum. Formimi i elektrodinamikës u parapri nga veprat e C. Coulomb, J. Biot, F. Savart, ... ... Fjalor Enciklopedik i Ilustruar

Teoria klasike e proceseve elektromagnetike në media të ndryshme dhe në vakum. Mbulon një grup të madh fenomenesh në të cilat rolin kryesor e luajnë ndërveprimet midis grimcave të ngarkuara të kryera përmes një fushe elektromagnetike... Fjalori i madh enciklopedik

ELEKTRODINAMIKA, në fizikë, fusha që studion bashkëveprimin ndërmjet fushave elektrike dhe magnetike dhe trupave të ngarkuar. Kjo disiplinë filloi në shekullin e 19-të. me veprat e saj teorike James MAXWELL, ajo më vonë u bë pjesë e... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

ELEKTRODINAMIKA, elektrodinamika, shumë të tjera. jo femer (shih energjinë elektrike dhe dinamikën) (fizike). Departamenti i fizikës, studimi i vetive të rrymës elektrike, elektricitetit në lëvizje; milingona. elektrostatike. Fjalori shpjegues i Ushakovit. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Fjalori shpjegues i Ushakovit

ELEKTRODINAMIKA, dhe, g. (specialist.). Teoria e proceseve elektromagnetike në media të ndryshme dhe në vakum. Fjalori shpjegues i Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992… Fjalori shpjegues i Ozhegov

Emri, numri i sinonimeve: 2 dinamikë (18) fizikë (55) Fjalor sinonimish ASIS. V.N. Trishin. 2013… Fjalor sinonimik

elektrodinamika- - [A.S. Goldberg. Fjalori anglisht-rusisht i energjisë. 2006] Temat e inxhinierisë energjetike në elektrodinamikën e përgjithshme EN ... Udhëzues teknik i përkthyesit

librat

• Elektrodinamika, A. E. Ivanov. Ky tekst është i vetë-mjaftueshëm: ai paraqet leksione të mbajtura për disa vite nga një profesor i asociuar në qendrën e specializuar arsimore dhe shkencore të MSTU. N. E. Bauman...
• Elektrodinamika, Sergei Anatolyevich Ivanov. ...

PËRKUFIZIM

Fushat elektromagnetike dhe ndërveprimet elektromagnetike studiohen nga një degë e fizikës e quajtur elektrodinamika.

Elektrodinamika klasike studion dhe përshkruan vetitë e fushave elektromagnetike. Shqyrton ligjet me të cilat fushat elektromagnetike ndërveprojnë me trupat me ngarkesë elektrike.

Konceptet themelore të elektrodinamikës

Baza e elektrodinamikës së një mjedisi të palëvizshëm janë ekuacionet e Maksuellit. Elektrodinamika operon me koncepte të tilla bazë si fusha elektromagnetike, ngarkesa elektrike, potenciali elektromagnetik, vektori Poynting.

Një fushë elektromagnetike është një lloj i veçantë i materies që shfaqet kur një trup i ngarkuar ndërvepron me një tjetër. Shpesh, kur merret parasysh një fushë elektromagnetike, dallohen përbërësit e saj: fusha elektrike dhe fusha magnetike. Një fushë elektrike krijon një ngarkesë elektrike ose një fushë magnetike alternative. Një fushë magnetike lind kur një ngarkesë (trup i ngarkuar) lëviz dhe në prani të një fushe elektrike që ndryshon nga koha.

Potenciali elektromagnetik është një sasi fizike që përcakton shpërndarjen e fushës elektromagnetike në hapësirë.

Elektrodinamika ndahet në: elektrostatikë; magnetostatikë; elektrodinamika e vazhdimësisë; elektrodinamika relativiste.

Vektori Poynting (vektori Umov-Poynting) është një madhësi fizike që është vektori i densitetit të fluksit të energjisë të fushës elektromagnetike. Madhësia e këtij vektori është e barabartë me energjinë që transferohet për njësi të kohës përmes një njësie sipërfaqeje që është pingul me drejtimin e përhapjes së energjisë elektromagnetike.

Elektrodinamika përbën bazën për studimin dhe zhvillimin e optikës (si degë e shkencës) dhe fizikës së valëve të radios. Kjo degë e shkencës është themeli për inxhinierinë radio dhe inxhinierinë elektrike.

Elektrodinamika klasike, kur përshkruan vetitë e fushave elektromagnetike dhe parimet e bashkëveprimit të tyre, përdor sistemin e ekuacioneve të Maksuellit (në forma integrale ose diferenciale), duke e plotësuar atë me një sistem ekuacionesh materiale, kushte kufitare dhe fillestare.

Ekuacionet strukturore të Maksuellit

Sistemi i ekuacioneve të Maksuellit ka të njëjtin kuptim në elektrodinamikë si ligjet e Njutonit në mekanikën klasike. Ekuacionet e Maxwell-it janë marrë si rezultat i përgjithësimit të të dhënave të shumta eksperimentale. Dallohen ekuacionet strukturore të Maksuellit, duke i shkruar ato në formë integrale ose diferenciale dhe ekuacionet materiale që lidhin vektorët me parametra që karakterizojnë vetitë elektrike dhe magnetike të materies.

Ekuacionet strukturore të Maxwell në formë integrale (në sistemin SI):

ku është vektori i forcës së fushës magnetike; është vektori i densitetit të rrymës elektrike; - vektori i zhvendosjes elektrike. Ekuacioni (1) pasqyron ligjin e krijimit të fushave magnetike. Një fushë magnetike ndodh kur një ngarkesë lëviz (rryma elektrike) ose kur një fushë elektrike ndryshon. Ky ekuacion është një përgjithësim i ligjit Biot-Savart-Laplace. Ekuacioni (1) quhet teorema e qarkullimit të fushës magnetike.

ku është vektori i induksionit të fushës magnetike; - vektori i fuqisë së fushës elektrike; L është një unazë e mbyllur përmes së cilës qarkullon vektori i forcës së fushës elektrike. Një emër tjetër për ekuacionin (2) është ligji i induksionit elektromagnetik. Shprehja (2) do të thotë që fusha elektrike e vorbullës krijohet për shkak të një fushe magnetike alternative.

ku është ngarkesa elektrike; - dendësia e ngarkesës. Ekuacioni (3) quhet teorema Ostrogradsky-Gauss. Ngarkesat elektrike janë burime të fushës elektrike; ka ngarkesa elektrike falas.

Ekuacioni (4) tregon se fusha magnetike është vorbull. Ngarkesat magnetike nuk ekzistojnë në natyrë.

Ekuacionet strukturore të Maxwell në formë diferenciale (sistemi SI):

ku është vektori i forcës së fushës elektrike; - vektor i induksionit magnetik.

ku është vektori i forcës së fushës magnetike; - vektori i zhvendosjes dielektrike; - vektori i densitetit të rrymës.

ku është dendësia e shpërndarjes së ngarkesës elektrike.

Ekuacionet strukturore të Maksuellit në formë diferenciale përcaktojnë fushën elektromagnetike në çdo pikë të hapësirës. Nëse ngarkesat dhe rrymat shpërndahen vazhdimisht në hapësirë, atëherë format integrale dhe diferenciale të ekuacioneve të Maksuellit janë ekuivalente. Megjithatë, nëse ka sipërfaqe me ndërprerje, atëherë forma integrale e shkrimit të ekuacioneve të Maksuellit është më e përgjithshme.

Për të arritur ekuivalencën matematikore të formave integrale dhe diferenciale të ekuacioneve të Maksuellit, shënimi diferencial plotësohet me kushte kufitare.

Nga ekuacionet e Maxwell-it rezulton se një fushë magnetike alternative gjeneron një fushë elektrike alternative dhe anasjelltas, domethënë këto fusha janë të pandashme dhe formojnë një fushë të vetme elektromagnetike. Burimet e fushës elektrike mund të jenë ose ngarkesa elektrike ose një fushë magnetike e ndryshueshme në kohë. Fushat magnetike ngacmohen nga lëvizja e ngarkesave elektrike (rrymave) ose fushave elektrike të alternuara. Ekuacionet e Maxwell nuk janë simetrike në lidhje me fushat elektrike dhe magnetike. Kjo ndodh sepse ngarkesat elektrike ekzistojnë, por ngarkesat magnetike jo.

Ekuacionet materiale

Sistemi i ekuacioneve strukturore të Maksuellit plotësohet me ekuacione materiale që pasqyrojnë marrëdhënien e vektorëve me parametrat që karakterizojnë vetitë elektrike dhe magnetike të materies.

ku është konstanta relative dielektrike, është përshkueshmëria relative magnetike, është përçueshmëria elektrike specifike, është konstanta elektrike, është konstanta magnetike. Mjeti në këtë rast konsiderohet izotropik, jo feromagnetik, jo feroelektrik.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

BAZAT E ELEKTRODINAMIKËS. ELEKTROSTATIKA

BAZAT E ELEKTRODINAMIKËS

Elektrodinamika- shkenca e vetive të fushës elektromagnetike.

Fusha elektromagnetike- përcaktohet nga lëvizja dhe ndërveprimi i grimcave të ngarkuara.

Manifestimi i fushës elektrike/magnetike- ky është veprimi i forcave elektrike/magnetike:
1) forcat e fërkimit dhe forcat elastike në makrokozmos;
2) veprimi i forcave elektrike/magnetike në mikrokozmos (struktura atomike, bashkimi i atomeve në molekula,
transformimi i grimcave elementare)

Zbulimi i fushës elektrike/magnetike- J. Maxwell.

ELEKTROSTATIKA

Dega e elektrodinamikës studion trupat me ngarkesë elektrike në qetësi.

Grimcat elementare mund të ketë email ngarkuar, atëherë ato quhen të ngarkuara;
- ndërveprojnë me njëra-tjetrën me forca që varen nga distanca midis grimcave,
por tejkalojnë shumë herë forcat e gravitetit të ndërsjellë (ky bashkëveprim quhet
elektromagnetike).

Email ngarkuar- fizike vlera përcakton intensitetin e ndërveprimeve elektrike/magnetike.
Ekzistojnë 2 shenja të ngarkesave elektrike: pozitive dhe negative.
Grimcat me ngarkesa të ngjashme zmbrapsen dhe grimcat me ngarkesa të ndryshme tërheqin.
Një proton ka një ngarkesë pozitive, një elektron ka një ngarkesë negative dhe një neutron është elektrikisht neutral.

Ngarkesa elementare- një tarifë minimale që nuk mund të ndahet.
Si mund ta shpjegojmë praninë e forcave elektromagnetike në natyrë?
- Të gjithë trupat përmbajnë grimca të ngarkuara.
Në gjendjen normale të trupit, el. neutral (pasi atomi është neutral), dhe elektrike/magnetike. fuqitë nuk manifestohen.

Trupi është i ngarkuar, nëse ka një tepricë të tarifave të ndonjë shenje:
ngarkuar negativisht - nëse ka një tepricë të elektroneve;
ngarkuar pozitivisht - nëse ka mungesë të elektroneve.

Elektrifikimi i trupave- kjo është një nga mënyrat për të marrë trupa të ngarkuar, për shembull, me kontakt).
Në këtë rast, të dy trupat janë të ngarkuar, dhe ngarkesat janë të kundërta në shenjë, por të barabarta në madhësi.

Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike.

Në një sistem të mbyllur, shuma algjebrike e ngarkesave të të gjitha grimcave mbetet e pandryshuar.
(... por jo numri i grimcave të ngarkuara, pasi ka transformime të grimcave elementare).

Sistemi i mbyllur

Një sistem grimcash në të cilat grimcat e ngarkuara nuk hyjnë nga jashtë dhe nuk dalin.

Ligji i Kulombit

Ligji themelor i elektrostatikës.

Forca e bashkëveprimit ndërmjet dy trupave të ngarkuar me pikë fikse në një vakum është drejtpërdrejt proporcionale
produkti i moduleve të ngarkimit dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

Kur trupat konsiderohen trupa pikë? - nëse largësia ndërmjet tyre është shumë herë më e madhe se madhësia e trupave.
Nëse dy trupa kanë ngarkesa elektrike, atëherë ato ndërveprojnë sipas ligjit të Kulombit.

Njësia e ngarkesës elektrike
1 C është një ngarkesë që kalon nëpër seksionin kryq të një përcjellësi në 1 sekondë me një rrymë prej 1 A.
1 C është një tarifë shumë e madhe.
Ngarkesa elementare:

FUSHE ELEKTRIKE

Ka një ngarkesë elektrike përreth, materialisht.
Vetia kryesore e fushës elektrike: veprimi me forcë në ngarkesën elektrike të futur në të.

Fusha elektrostatike- fusha e një ngarkese elektrike të palëvizshme nuk ndryshon me kalimin e kohës.

Forca e fushës elektrike.- karakteristikat sasiore të el. fusha.
është raporti i forcës me të cilën fusha vepron në ngarkesën e pikës së futur me madhësinë e kësaj ngarkese.
- nuk varet nga madhësia e ngarkesës së futur, por karakterizon fushën elektrike!

Drejtimi i vektorit të tensionit
përkon me drejtimin e vektorit të forcës që vepron në një ngarkesë pozitive dhe e kundërt me drejtimin e forcës që vepron në një ngarkesë negative.

Fuqia e fushës së ngarkesës me pikë:

ku q0 është ngarkesa që krijon fushën elektrike.
Në çdo pikë të fushës, intensiteti drejtohet gjithmonë përgjatë vijës së drejtë që lidh këtë pikë dhe q0.

KAPACITETI ELEKTRIK

Karakterizon aftësinë e dy përcjellësve për të grumbulluar ngarkesë elektrike.
- nuk varet nga q dhe U.
- varet nga dimensionet gjeometrike të përçuesve, forma e tyre, pozicioni relativ, vetitë elektrike të mediumit ndërmjet përçuesve.

Njësitë SI: (F - farad)

KOPACITORËT

Pajisja elektrike që ruan ngarkesën
(dy përcjellës të ndarë nga një shtresë dielektrike).

Ku d është shumë më i vogël se dimensionet e përcjellësit.

Përcaktimi në diagramet elektrike:

E gjithë fusha elektrike është e përqendruar brenda kondensatorit.
Ngarkesa e një kondensatori është vlera absolute e ngarkesës në njërën nga pllakat e kondensatorit.

Llojet e kondensatorëve:
1. sipas llojit të dielektrikut: ajri, mikë, qeramike, elektrolitike
2. sipas formës së pllakave: të sheshta, sferike.
3. sipas kapacitetit: konstante, e ndryshueshme (e rregullueshme).

Kapaciteti elektrik i një kondensatori të sheshtë

ku S është zona e pllakës (pllakës) së kondensatorit
d - distanca midis pllakave
eo - konstante elektrike
e - konstanta dielektrike e dielektrikut

Duke përfshirë kondensatorët në një qark elektrik

paralele

vijues

Pastaj kapaciteti total elektrik (C):

kur lidhen paralelisht

.

kur lidhen në seri

LIDHJET DC AC

Elektricitet- lëvizje e urdhëruar e grimcave të ngarkuara (elektrone ose jone të lira).
Në këtë rast, energjia elektrike transferohet përmes seksionit kryq të përcjellësit. ngarkesë (gjatë lëvizjes termike të grimcave të ngarkuara, ngarkesa elektrike totale e transferuar = 0, pasi ngarkesat pozitive dhe negative kompensohen).

Drejtimi i emailit aktuale- në mënyrë konvencionale pranohet të merret parasysh drejtimi i lëvizjes së grimcave të ngarkuara pozitivisht (nga + në -).

Veprimet me email rryma (në përcjellës):

efekti termik i rrymës- ngrohja e përcjellësit (me përjashtim të superpërçuesve);

efekti kimik i rrymës - shfaqet vetëm në elektrolite Substancat që përbëjnë elektrolitin lirohen në elektroda;

efekti magnetik i rrymës(kryesore) - vërehet në të gjithë përçuesit (devijimi i gjilpërës magnetike pranë një përcjellësi me rrymë dhe efekti i forcës së rrymës në përçuesit fqinjë përmes një fushe magnetike).

LIGJI I OHM-it PËR NJË SEKSION QARKOR

ku, R është rezistenca e seksionit të qarkut. (vetë përcjellësi mund të konsiderohet gjithashtu një seksion i qarkut).

Çdo përcjellës ka karakteristikat e veta specifike të rrymës-tensionit.

REZISTENCA

Karakteristikat themelore elektrike të një përcjellësi.
- sipas ligjit të Ohm-it, kjo vlerë është konstante për një përcjellës të caktuar.

1 Ohm është rezistenca e një përcjellësi me një ndryshim potencial në skajet e tij
në 1 V dhe forca aktuale në të është 1 A.

Rezistenca varet vetëm nga vetitë e përcjellësit:

ku S është zona e prerjes tërthore të përcjellësit, l është gjatësia e përcjellësit,
ro - rezistenca që karakterizon vetitë e substancës përcjellëse.

QARQET ELEKTRIKE

Ato përbëhen nga një burim, një konsumator i rrymës elektrike, tela dhe një ndërprerës.

SERIA LIDHJA E PËRÇUESVE

I - forca aktuale në qark
U - tension në skajet e seksionit të qarkut

LIDHJA PARALELE E PËRÇUESVE

I - forca aktuale në një seksion të padegëzuar të qarkut
U - tension në skajet e seksionit të qarkut
R - rezistenca totale e seksionit të qarkut

Mos harroni se si lidhen instrumentet matëse:

Ampermetri - i lidhur në seri me përcjellësin në të cilin matet rryma.

Voltmetër - i lidhur paralelisht me përcjellësin në të cilin matet tensioni.

OPERACIONI DC

Puna aktuale- kjo është puna e fushës elektrike për të transferuar ngarkesa elektrike përgjatë përcjellësit;

Puna e bërë nga rryma në një seksion të qarkut është e barabartë me produktin e rrymës, tensionit dhe kohës gjatë së cilës është kryer puna.

Duke përdorur formulën e ligjit të Ohmit për një seksion të një qarku, mund të shkruani disa versione të formulës për llogaritjen e punës së rrymës:

Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë:

Puna është e barabartë me ndryshimin e energjisë së një seksioni të qarkut, kështu që energjia e lëshuar nga përcjellësi është e barabartë me punën e rrymës.

Në sistemin SI:

LIGJI JOULE-LENZ

Kur rryma kalon nëpër një përcjellës, përcjellësi nxehet dhe ndodh shkëmbimi i nxehtësisë me mjedisin, d.m.th. përcjellësi u jep nxehtësi trupave që e rrethojnë.

Sasia e nxehtësisë që lëshohet nga një përcjellës që bart rrymë në mjedis është e barabartë me produktin e katrorit të forcës së rrymës, rezistencës së përcjellësit dhe kohës që rryma kalon nëpër përcjellës.

Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, sasia e nxehtësisë së lëshuar nga një përcjellës është numerikisht e barabartë me punën e kryer nga rryma që rrjedh nëpër përcjellës gjatë së njëjtës kohë.

Në sistemin SI:

[Q] = 1 J

FUQIA DC

Raporti i punës së bërë nga rryma gjatë kohës t me këtë interval kohor.

Në sistemin SI:

Fenomeni i superpërcjellshmërisë

Zbulimi i superpërçueshmërisë në temperaturë të ulët:
1911 - Shkencëtari holandez Kamerling - Onnes
vërehet në temperatura ultra të ulëta (nën 25 K) në shumë metale dhe lidhje;
Në temperatura të tilla, rezistenca e këtyre substancave bëhet shumë e vogël.

Në vitin 1957, u dha një shpjegim teorik i fenomenit të superpërçueshmërisë:
Cooper (SHBA), Bogolyubov (BRSS)

1957 Eksperimenti i Collins: rryma në një qark të mbyllur pa një burim aktual nuk u ndal për 2.5 vjet.

Në vitin 1986, u zbulua superpërçueshmëria me temperaturë të lartë (në 100 K) (për metal-qeramikën).

Vështirësia e arritjes së superpërçueshmërisë:
- nevoja për ftohje të fortë të substancës

Zona e aplikimit:
- marrja e fushave të forta magnetike;
- elektromagnetë të fuqishëm me mbështjellje superpërcjellëse në përshpejtues dhe gjeneratorë.

Aktualisht në sektorin e energjisë ka një problem i madh
- humbje të mëdha të energjisë elektrike gjatë transmetimit ajo me tel.

Zgjidhja e mundshme Problemet:
me superpërçueshmëri, rezistenca e përcjellësve është afërsisht 0
dhe humbjet e energjisë janë ulur ndjeshëm.

Substanca me temperaturën më të lartë superpërcjellëse
Në vitin 1988 në SHBA, në temperaturën –148°C, u përftua dukuria e superpërçueshmërisë. Përçuesi ishte një përzierje e oksideve të taliumit, kalciumit, bariumit dhe bakrit - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox.

gjysmëpërçues -

Një substancë rezistenca e së cilës mund të ndryshojë në një gamë të gjerë dhe zvogëlohet shumë shpejt me rritjen e temperaturës, që do të thotë se përçueshmëria elektrike (1/R) rritet.
- vërehet në silikon, germanium, selen dhe disa komponime.

Mekanizmi i përcjelljes në gjysmëpërçues

Kristalët gjysmëpërçues kanë një rrjetë kristalore atomike ku elektronet e jashtme janë të lidhura me atomet fqinje me lidhje kovalente.
Në temperatura të ulëta, gjysmëpërçuesit e pastër nuk kanë elektrone të lira dhe sillen si një izolues.

RRYMË ELEKTRIKE NË VAKUUM

Çfarë është një vakum?
- kjo është shkalla e rrallimit të një gazi në të cilin praktikisht nuk ka përplasje të molekulave;

Rryma elektrike nuk është e mundur sepse numri i mundshëm i molekulave të jonizuara nuk mund të sigurojë përçueshmëri elektrike;
- është e mundur të krijohet rrymë elektrike në vakum nëse përdorni një burim grimcash të ngarkuara;
- veprimi i një burimi të grimcave të ngarkuara mund të bazohet në fenomenin e emetimit termionik.

Emetimi termionik

- ky është emetimi i elektroneve nga trupat e ngurtë ose të lëngshëm kur ato nxehen në temperatura që korrespondojnë me shkëlqimin e dukshëm të metalit të nxehtë.
Elektroda metalike e nxehtë lëshon vazhdimisht elektrone, duke formuar një re elektronike rreth vetes.
Në një gjendje ekuilibri, numri i elektroneve që u larguan nga elektroda është i barabartë me numrin e elektroneve që u kthyen tek ajo (pasi elektroda ngarkohet pozitivisht kur elektronet humbasin).
Sa më e lartë të jetë temperatura e metalit, aq më e lartë është dendësia e resë elektronike.

Diodë me vakum

Rryma elektrike në një vakum është e mundur në tubat vakum.
Një tub vakum është një pajisje që përdor fenomenin e emetimit termionik.

Një diodë vakum është një tub elektronik me dy elektrodë (A - anodë dhe K - katodë).
Brenda enës së qelqit krijohet presion shumë i ulët

H - filament i vendosur brenda katodës për ta ngrohur atë. Sipërfaqja e katodës së nxehtë lëshon elektrone. Nëse anoda është e lidhur me + të burimit aktual, dhe katoda është e lidhur me -, atëherë qarku rrjedh
rrymë konstante termionike. Dioda e vakumit ka përçueshmëri të njëanshme.
ato. rryma në anodë është e mundur nëse potenciali i anodës është më i lartë se potenciali i katodës. Në këtë rast, elektronet nga reja e elektroneve tërhiqen në anodë, duke krijuar një rrymë elektrike në vakum.

Karakteristikë e tensionit aktual të një diode vakum.

Në tensione të ulëta të anodës, jo të gjitha elektronet e emetuara nga katoda arrijnë në anodë dhe rryma elektrike është e vogël. Në tensione të larta, rryma arrin ngopjen, d.m.th. vlera maksimale.
Një diodë vakum përdoret për të korrigjuar rrymën alternative.

Rryma në hyrje të ndreqësit të diodës:

Rryma e daljes së ndreqësit:

Trarët elektronikë

Ky është një rrjedhë e elektroneve që fluturojnë me shpejtësi në tubat vakum dhe pajisjet e shkarkimit të gazit.

Karakteristikat e rrezeve elektronike:

Defektet në fusha elektrike;
- devijimi në fusha magnetike nën ndikimin e forcës së Lorencit;
- kur një rreze që godet një substancë ngadalësohet, shfaqet rrezatimi me rreze X;
- shkakton shkëlqim (lumineshencë) të disa lëndëve të ngurta dhe të lëngshme (luminofore);
- ngrohni substancën duke e kontaktuar atë.

Tub me rreze katodë (CRT)

Përdoren dukuritë e emetimit termionik dhe vetitë e rrezeve elektronike.

Një CRT përbëhet nga një armë elektronike, deflektorë horizontale dhe vertikale
pllaka elektroda dhe ekran.
Në një armë elektronike, elektronet e emetuara nga një katodë e nxehtë kalojnë përmes elektrodës së rrjetit të kontrollit dhe përshpejtohen nga anoda. Një armë elektronike fokuson një rreze elektronike në një pikë dhe ndryshon shkëlqimin e dritës në ekran. Devijimi i pllakave horizontale dhe vertikale ju lejojnë të lëvizni rrezen e elektroneve në ekran në çdo pikë të ekranit. Ekrani i tubit është i veshur me një fosfor që fillon të shkëlqejë kur bombardohet me elektrone.

Ekzistojnë dy lloje tubash:

1) me kontroll elektrostatik të rrezes elektronike (devijim i rrezes elektrike vetëm nga fusha elektrike);
2) me kontroll elektromagnetik (shtohen mbështjellje të devijimit magnetik).

Aplikimet kryesore të CRT:

tuba fotografish në pajisjet televizive;
ekrane kompjuterike;
oshiloskopët elektronikë në teknologjinë matëse.

RRYMA ELEKTRIKE NË GAZRA

Në kushte normale, gazi është një dielektrik, d.m.th. përbëhet nga atome dhe molekula neutrale dhe nuk përmban bartës të lirë të rrymës elektrike.
Gazi përcjellës është një gaz i jonizuar. Gazi i jonizuar ka përçueshmëri elektron-jon.

Ajri është një dielektrik në linjat e energjisë, kondensatorët e ajrit dhe çelsat e kontaktit.

Ajri është një përcjellës kur ndodh rrufeja, një shkëndijë elektrike ose kur ndodh një hark saldimi.

Jonizimi i gazit

Është zbërthimi i atomeve ose molekulave neutrale në jone dhe elektrone pozitive duke hequr elektronet nga atomet. Jonizimi ndodh kur një gaz nxehet ose ekspozohet ndaj rrezatimit (UV, rrezet X, radioaktive) dhe shpjegohet me shpërbërjen e atomeve dhe molekulave gjatë përplasjeve me shpejtësi të lartë.

Shkarkimi i gazit

Kjo është rryma elektrike në gazrat e jonizuar.
Bartësit e ngarkesës janë jonet pozitive dhe elektronet. Shkarkimi i gazit vërehet në tubat e shkarkimit të gazit (llambat) kur ekspozohen ndaj një fushe elektrike ose magnetike.

Rikombinimi i grimcave të ngarkuara

- gazi pushon së qeni përçues nëse jonizimi ndalon, kjo ndodh si rezultat i rikombinimit (ribashkimi i grimcave të ngarkuara në mënyrë të kundërt).

Ekziston një shkarkim gazi i vetë-qëndrueshëm dhe jo vetë-qëndrueshëm.

Shkarkim gazi jo i vetëqëndrueshëm

Nëse veprimi i jonizuesit ndalet, shkarkimi gjithashtu do të ndalet.

Kur shkarkimi arrin ngopjen, grafiku bëhet horizontal. Këtu, përçueshmëria elektrike e gazit shkaktohet vetëm nga veprimi i jonizuesit.

Shkarkimi i gazit vetë-qëndrueshëm

Në këtë rast, shkarkimi i gazit vazhdon edhe pas përfundimit të jonizuesit të jashtëm për shkak të joneve dhe elektroneve që vijnë nga jonizimi i ndikimit (= jonizimi i goditjes elektrike); ndodh kur diferenca potenciale midis elektrodave rritet (ndodh një ortek elektronik).
Një shkarkim gazi jo i vetëqëndrueshëm mund të shndërrohet në një shkarkim gazi të vetëqëndrueshëm kur Ua = Ndezja.

Ndarja elektrike e gazit

Procesi i kalimit të një shkarkimi gazi jo të vetë-qëndrueshëm në një shkarkim të vetë-qëndrueshëm.

Ndodh shkarkim i vetë-qëndrueshëm i gazit 4 lloje:

1. shkrirja - në presione të ulëta (deri në disa mm Hg) - vërehet në tubat e dritës së gazit dhe lazerët e gazit.
2. shkëndija - në presion normal dhe forcë të lartë të fushës elektrike (rrufe - forca e rrymës deri në qindra mijëra amper).
3. korona - në presion normal në një fushë elektrike jo uniforme (në majë).
4. hark - densitet i lartë i rrymës, tension i ulët midis elektrodave (temperatura e gazit në kanalin e harkut -5000-6000 gradë Celsius); vërehet në dritat e vëmendjes dhe pajisjet e filmit të projektimit.

Këto shkarkime vërehen:

shkrirje - në llambat fluoreshente;
shkëndijë - në rrufe;
korona - në precipitatorët elektrikë, gjatë rrjedhjes së energjisë;
hark - gjatë saldimit, në llambat me merkur.

Plazma

Kjo është gjendja e katërt e grumbullimit të një substance me një shkallë të lartë jonizimi për shkak të përplasjes së molekulave me shpejtësi të lartë në temperaturë të lartë; gjendet në natyrë: jonosferë - plazma e jonizuar dobët, Dielli - plazma plotësisht e jonizuar; plazma artificiale - në llambat e shkarkimit të gazit.

Plazma mund të jetë:

Temperatura e ulët - në temperatura më pak se 100,000 K;
temperatura e lartë - në temperatura mbi 100,000 K.

Karakteristikat themelore të plazmës:

Përçueshmëri e lartë elektrike
- ndërveprim i fortë me fushat e jashtme elektrike dhe magnetike.

Në një temperaturë

Çdo substancë është në gjendje plazmatike.

Është interesante se 99% e materies në Univers është plazma

PYETJE TESTI PËR TESTIM

Ligji i Kulombit:

Ku F – forca e bashkëveprimit elektrostatik ndërmjet dy trupave të ngarkuar;

q 1 , q 2 – ngarkesat elektrike të trupave;

ε – konstanta dielektrike relative e mediumit;

ε 0 =8,85·10 -12 F/m – konstante elektrike;

r– distanca ndërmjet dy trupave të ngarkuar.

Dendësia lineare e ngarkesës:

ku d q - ngarkesa elementare për seksion gjatësi d l.

Dendësia e ngarkesës sipërfaqësore:

ku d q - ngarkesa elementare në sipërfaqe d s.

Dendësia e ngarkesës së vëllimit:

ku d q - ngarkesë elementare, në vëllim d V.

Forca e fushës elektrike:

Ku F – forca që vepron mbi ngarkesën q.

Teorema e Gausit:

Ku E– forca e fushës elektrostatike;

d S – vektoriale , moduli i të cilit është i barabartë me sipërfaqen e sipërfaqes që depërtohet, dhe drejtimi përkon me drejtimin e normales në vend;

q– shuma algjebrike e të burgosurve brenda sipërfaqes d S akuzat.

Teorema mbi qarkullimin e vektorit të tensionit:

Potenciali i fushës elektrostatike:

Ku W p – energjia potenciale e një ngarkese pikë q.

Potenciali i ngarkimit në pikë:

Fuqia e fushës së ngarkesës me pikë:

.

Forca e fushës e krijuar nga një linjë e pafundme e drejtë e ngarkuar në mënyrë uniforme ose një cilindër pafundësisht i gjatë:

Ku τ – dendësia lineare e ngarkesës;

r– distanca nga boshti i fillit ose i cilindrit deri në pikën në të cilën përcaktohet forca e fushës.

Forca e fushës e krijuar nga një aeroplan uniform i pafund i ngarkuar:

ku σ është dendësia e ngarkesës sipërfaqësore.

Marrëdhënia midis potencialit dhe tensionit në rastin e përgjithshëm:

E= - gradφ = .

Marrëdhënia midis potencialit dhe intensitetit në rastin e një fushe uniforme:

E= ,

Ku d– distanca ndërmjet pikave me potenciale φ 1 dhe φ 2.

Marrëdhënia midis potencialit dhe intensitetit në rastin e një fushe me simetri qendrore ose boshtore:

Puna e forcave të fushës për të lëvizur një ngarkesë q nga një pikë fushore me potencial φ 1 deri në një pikë me potencial φ 2:

A=q(φ 1 – φ 2).

Kapaciteti elektrik i përcjellësit:

Ku q– ngarkesa e përcjellësit;

φ është potenciali i përcjellësit, me kusht që në pafundësi potenciali i përcjellësit të merret i barabartë me zero.

Kapaciteti i kondensatorit:

Ku q– ngarkesa e kondensatorit;

U– diferenca potenciale midis pllakave të kondensatorit.

Kapaciteti elektrik i një kondensatori të sheshtë:

ku ε është konstanta dielektrike e dielektrikes që ndodhet ndërmjet pllakave;

d– distanca ndërmjet pllakave;

S- sipërfaqja e përgjithshme e pllakave.

Kapaciteti elektrik i bankës së kondensatorëve:

b) me lidhje paralele:

Energjia e një kondensatori të ngarkuar:

,

Ku q– ngarkesa e kondensatorit;

U– diferenca potenciale ndërmjet pllakave;

C– kapaciteti elektrik i kondensatorit.

Fuqia DC:

ku d q– ngarkesa që rrjedh nëpër seksionin tërthor të përcjellësit gjatë kohës d t.

Dendësia aktuale:

Ku I– forca e rrymës në përcjellës;

S– zona e përcjellësit.

Ligji i Ohm-it për një seksion qarku që nuk përmban EMF:

Ku I– forca aktuale në zonë;

U

R– rezistenca e zonës.

Ligji i Ohmit për një seksion të një qarku që përmban një emf:

Ku I– forca aktuale në zonë;

U– tension në skajet e seksionit;

R– rezistenca totale e seksionit;

ε – EMF i burimit.

Ligji i Ohmit për një qark të mbyllur (të plotë):

Ku I– forca e rrymës në qark;

R– rezistenca e jashtme e qarkut;

r– rezistenca e brendshme e burimit;

ε – EMF i burimit.

Ligjet e Kirchhoff:

2. ,

ku është shuma algjebrike e fuqive aktuale që konvergojnë në një nyje;

– shuma algjebrike e rënies së tensionit në qark;

– shuma algjebrike e EMF në qark.

Rezistenca e përcjellësit:

Ku R– rezistenca e përcjellësit;

ρ – rezistenca e përcjellësit;

l– gjatësia e përcjellësit;

S

Përçueshmëria e përcjellësit:

Ku G– përcjellshmëria e përcjellësit;

γ – përcjellshmëria e përcjellësit;

l– gjatësia e përcjellësit;

S- zona e prerjes tërthore të përcjellësit.

Rezistenca e sistemit të përcjellësit:

a) me një lidhje serike:

a) në lidhje paralele:

Puna aktuale:

,

Ku A– puna aktuale;

U- tension;

I– forca aktuale;

R- rezistencë;

t- koha.

Fuqia aktuale:

.

Ligji Joule-Lenz

Ku P- sasia e nxehtësisë së çliruar.

Ligji i Ohm-it në formë diferenciale:

j=γ E ,

Ku j – dendësia e rrymës;

γ - përçueshmëri specifike;

E– forca e fushës elektrike.

Marrëdhënia midis induksionit magnetik dhe fuqisë së fushës magnetike:

B=μμ 0 H ,

Ku B – vektor i induksionit magnetik;

μ– përshkueshmëria magnetike;

H– forca e fushës magnetike.

Ligji Biot-Savart-Laplace:

,

ku d B – induksioni i fushës magnetike i krijuar nga një përcjellës në një pikë të caktuar;

μ – përshkueshmëria magnetike;

μ 0 =4π·10 -7 H/m – konstante magnetike;

I– forca e rrymës në përcjellës;

d l – elementi përcjellës;

r– vektori i rrezes i nxjerrë nga elementi d l përcjellës deri në pikën në të cilën përcaktohet induksioni i fushës magnetike.

Ligji total i rrymës për fushën magnetike (teorema e qarkullimit vektorial B):

,

Ku n– numri i përcjellësve me rryma të mbuluara nga qarku L formë të lirë.

Induksioni magnetik në qendër të rrymës rrethore:

Ku R– rrezja e kthesës rrethore.

Induksioni magnetik në boshtin e rrymës rrethore:

,

Ku h– distanca nga qendra e bobinës deri në pikën në të cilën përcaktohet induksioni magnetik.

Induksioni magnetik i fushës së rrymës së përparme:

Ku r 0 - distanca nga boshti i telit deri në pikën në të cilën përcaktohet induksioni magnetik.

Induksioni magnetik i fushës solenoide:

B=μμ 0 n une,

Ku n– raporti i numrit të rrotullimeve të solenoidit me gjatësinë e tij.

Fuqia e Amperit:

d F = Unë,

ku d F – Fuqia e amperit;

I– forca e rrymës në përcjellës;

d l – gjatësia e përcjellësit;

B– induksioni i fushës magnetike.

Forca e Lorencit:

F=q E +q[v B ],

Ku F – Forca e Lorencit;

q– ngarkesa e grimcave;

E– forca e fushës elektrike;

v– shpejtësia e grimcave;

B– induksioni i fushës magnetike.

Fluksi magnetik:

a) në rastin e një fushe magnetike uniforme dhe një sipërfaqe të sheshtë:

Φ=B n S,

Ku Φ – fluksi magnetik;

Bn– projeksioni i vektorit të induksionit magnetik mbi vektorin normal;

S– zona e konturit;

b) në rastin e një fushe magnetike jo uniforme dhe projeksioneve arbitrare:

Lidhjet e fluksit (rrjedhje e plotë) për toroid dhe solenoid:

Ku Ψ - rrjedhje e plotë;

N - numri i kthesave;

Φ – fluksi magnetik që përshkon një kthesë.

Induktiviteti i lakut:

Induktiviteti i solenoidit:

L=μμ 0 n 2 V,

Ku L– induktiviteti i solenoidit;

μ – përshkueshmëria magnetike;

μ 0 - konstante magnetike;

n- raporti i numrit të kthesave me gjatësinë e tij;

V- vëllimi i solenoidit.

Ligji i Faradeit për induksionin elektromagnetik:

ku ε i– emf i induktuar;

– ndryshimi i prurjes totale për njësi të kohës.

Punoni për të lëvizur një lak të mbyllur në një fushë magnetike:

A=IΔ Φ,

Ku A– punë për lëvizjen e konturit;

I– forca e rrymës në qark;

Δ Φ – ndryshimi i fluksit magnetik që kalon nëpër qark.

Emf i vetë-induktuar:

Energjia e fushës magnetike:

Dendësia e energjisë e fushës magnetike vëllimore:

,

ku ω është dendësia e energjisë e fushës magnetike vëllimore;

B– induksioni i fushës magnetike;

H– forca e fushës magnetike;

μ – përshkueshmëria magnetike;

μ 0 - konstante magnetike.

3.2. Konceptet dhe përkufizimet

? Listoni vetitë e ngarkesës elektrike.

1. Ekzistojnë dy lloje të ngarkesave - pozitive dhe negative.

2. Ashtu si ngarkesat sprapsin, ndryshe nga ngarkesat tërheqin.

3. Ngarkesat kanë vetinë e diskretit - të gjitha janë shumëfisha të elementit më të vogël.

4. Tarifa është e pandryshueshme, vlera e saj nuk varet nga sistemi i referencës.

5. Ngarkesa është shtuese - ngarkesa e një sistemi trupash është e barabartë me shumën e ngarkesave të të gjitha trupave të sistemit.

6. Ngarkesa totale elektrike e një sistemi të mbyllur është një vlerë konstante

7. Një ngarkesë e palëvizshme është një burim i një fushe elektrike, një ngarkesë lëvizëse është një burim i një fushe magnetike.

? Formuloni ligjin e Kulombit.

Forca e bashkëveprimit ndërmjet dy ngarkesave pika të palëvizshme është proporcionale me produktin e madhësive të ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Forca drejtohet përgjatë vijës që lidh ngarkesat.

? Çfarë është një fushë elektrike? Forca e fushës elektrike? Formuloni parimin e mbivendosjes së fuqisë së fushës elektrike.

Një fushë elektrike është një lloj lënde që lidhet me ngarkesat elektrike dhe transmeton veprimin e një ngarkese në tjetrën. Tensioni është një forcë karakteristike e një fushe e barabartë me forcën që vepron në një ngarkesë pozitive njësi të vendosur në një pikë të caktuar të fushës. Parimi i mbivendosjes - forca e fushës e krijuar nga një sistem ngarkesash pikash është e barabartë me shumën vektoriale të fuqive të fushës së secilës ngarkesë.

? Si quhen vijat e forcës së një fushe elektrostatike? Listoni vetitë e vijave të forcës.

Një vijë tangjenta e së cilës në çdo pikë përkon me drejtimin e vektorit të forcës së fushës quhet vijë e forcës. Vetitë e linjave të forcës - ato fillojnë me ngarkesa pozitive, përfundojnë me ngarkesa negative, nuk ndërpriten dhe nuk kryqëzohen me njëra-tjetrën.

? Jepni përkufizimin e një dipoli elektrik. Fusha dipole.

Një sistem me dy ngarkesa elektrike të barabarta në madhësi, me pikë të kundërt me shenjën e ngarkesave elektrike, distanca ndërmjet të cilave është e vogël në krahasim me distancën me pikat ku vërehet veprimi i këtyre ngarkesave.Vektori i intensitetit ka drejtim të kundërt me vektorin e elektricitetit. momenti i dipolit (i cili, nga ana tjetër, drejtohet nga ngarkesa negative në ngarkesë pozitive).

? Çfarë është potenciali i fushës elektrostatike? Formuloni parimin e mbivendosjes së mundshme.

Një sasi skalare numerikisht e barabartë me raportin e energjisë potenciale të një ngarkese elektrike të vendosur në një pikë të caktuar të fushës me madhësinë e kësaj ngarkese. Parimi i mbivendosjes - potenciali i një sistemi ngarkesash pikash në një pikë të caktuar të hapësirës është i barabartë me shumën algjebrike të potencialeve që këto ngarkesa do të krijonin veçmas në të njëjtën pikë të hapësirës.

? Cila është marrëdhënia midis tensionit dhe potencialit?

E=- (E është forca e fushës në një pikë të caktuar në fushë, j është potenciali në këtë pikë.)

? Përcaktoni konceptin e "rrjedhjes vektoriale të forcës së fushës elektrike". Gjeni teoremën elektrostatike të Gausit.

Për një sipërfaqe të mbyllur arbitrare, fluksi i vektorit të tensionit E fushe elektrike F E= . Teorema e Gausit:

= (këtu Qi– ngarkesat e mbuluara nga një sipërfaqe e mbyllur). E vlefshme për një sipërfaqe të mbyllur të çdo forme.

? Cilat substanca quhen përcjellës? Si shpërndahen ngarkesat dhe fusha elektrostatike në një përcjellës? Çfarë është induksioni elektrostatik?

Përçuesit janë substanca në të cilat ngarkesat e lira mund të lëvizin në mënyrë të rregullt nën ndikimin e një fushe elektrike. Nën ndikimin e një fushe të jashtme, ngarkesat rishpërndahen, duke krijuar fushën e tyre, të barabartë në madhësi me atë të jashtme dhe të drejtuara në të kundërt. Prandaj, voltazhi që rezulton brenda përcjellësit është 0.

Induksioni elektrostatik është një lloj elektrifikimi në të cilin, nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme, ndodh një rishpërndarje e ngarkesave midis pjesëve të një trupi të caktuar.

? Sa është kapaciteti elektrik i një përcjellësi ose kondensatori të vetëm? Si të përcaktohet kapaciteti i një kondensatori të sheshtë, një bankë kondensatorësh të lidhur në seri ose paralelisht? Njësia matëse e kapacitetit elektrik.

Udhërrëfyes i vetmuar: ku ME- Kapaciteti, q- ngarkuar, j - potencial. Njësia matëse është farad [F]. (1 F është kapaciteti i një përcjellësi, potenciali i të cilit rritet me 1 V kur një ngarkesë prej 1 C i jepet përcjellësit).

Kapaciteti i një kondensatori me pllaka paralele. Lidhja serike: . Lidhja paralele: C total = C 1 +C 2 +…+S n

? Cilat substanca quhen dielektrikë? Cilat lloje të dielektrikëve njihni? Çfarë është polarizimi i dielektrikëve?

Dielektrikët janë substanca në të cilat, në kushte normale, nuk ka ngarkesa elektrike falas. Ka dielektrikë polare, jopolare dhe ferroelektrike. Polarizimi është procesi i orientimit të dipoleve nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme.

? Çfarë është një vektor i zhvendosjes elektrike? Formuloni postulatin e Maxwell-it.

Vektori i zhvendosjes elektrike D karakterizon fushën elektrostatike të krijuar nga ngarkesat e lira (d.m.th. në vakum), por me një shpërndarje të tillë në hapësirë ​​si në prani të një dielektrike. Postulati i Maksuellit: . Kuptimi fizik - shpreh ligjin e krijimit të fushave elektrike me veprimin e ngarkesave në media arbitrare.

? Formuloni dhe shpjegoni kushtet kufitare për fushën elektrostatike.

Kur një fushë elektrike kalon nëpër ndërfaqen midis dy mediave dielektrike, vektori i intensitetit dhe zhvendosja ndryshojnë papritur në madhësi dhe drejtim. Marrëdhëniet që karakterizojnë këto ndryshime quhen kushte kufitare. Janë 4 prej tyre:

(3), (4)

? Si përcaktohet energjia e një fushe elektrostatike? Dendësia e energjisë?

Energjia W= ( E- forca e fushës, konstanta e-dielektrike, e 0 -konstanta elektrike, V- vëllimi i fushës), dendësia e energjisë

? Përcaktoni konceptin e "rrymës elektrike". Llojet e rrymave. Karakteristikat e rrymës elektrike. Cili kusht është i nevojshëm për shfaqjen dhe ekzistencën e tij?

Rryma është lëvizja e urdhëruar e grimcave të ngarkuara. Llojet - rryma e përcjelljes, lëvizja e urdhëruar e ngarkesave të lira në një përcjellës, konvekcioni - ndodh kur një trup makroskopik i ngarkuar lëviz në hapësirë. Për shfaqjen dhe ekzistencën e një rryme, është e nevojshme që të ketë grimca të ngarkuara të afta të lëvizin në mënyrë të rregullt dhe prania e një fushe elektrike, energjia e së cilës, duke u rimbushur, do të shpenzohej në këtë lëvizje të urdhëruar.

? Jepni dhe shpjegoni ekuacionin e vazhdimësisë. Formuloni kushtin që rryma të jetë e palëvizshme në forma integrale dhe diferenciale.

Ekuacioni i vazhdimësisë. Shpreh ligjin e ruajtjes së ngarkesës në formë diferenciale. Kushti për stacionaritetin (qëndrueshmërinë) e rrymës në formë integrale: dhe diferenciale - .

? Shkruani ligjin e Omit në forma integrale dhe diferenciale.

Forma integrale - ( I- aktuale, U- tension, R-rezistenca). Forma diferenciale - ( j - dendësia e rrymës, g - përçueshmëria elektrike, E - forca e fushës në përcjellës).

? Cilat janë forcat e jashtme? EMF?

Forcat e jashtme ndajnë ngarkesat në pozitive dhe negative. EMF është raporti i punës së lëvizjes së një ngarkese përgjatë gjithë qarkut të mbyllur me vlerën e tij

? Si përcaktohet puna dhe fuqia aktuale?

Kur lëviz një ngarkesë q përmes një qarku elektrik në skajet e të cilit aplikohet tension U, puna kryhet nga fusha elektrike, fuqia aktuale (t-koha)

? Formuloni rregullat e Kirchhoff për zinxhirët e degëzuar. Cilat ligje të ruajtjes përfshihen në rregullat e Kirchhoff? Sa ekuacione të pavarura duhet të ndërtohen bazuar në ligjin e parë dhe të dytë të Kirchhoff?

1. Shuma algjebrike e rrymave që konvergojnë në një nyje është e barabartë me 0.

2. Në çdo qark të mbyllur të zgjedhur në mënyrë arbitrare, shuma algjebrike e rënieve të tensionit është e barabartë me shumën algjebrike të emf-ve që ndodhin në këtë qark. Rregulli i parë i Kirchhoff rrjedh nga ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike. Numri i ekuacioneve në total duhet të jetë i barabartë me numrin e sasive të dëshiruara (sistemi i ekuacioneve duhet të përfshijë të gjithë rezistencën dhe emf).

? Rryma elektrike në gaz. Proceset e jonizimit dhe rikombinimit. Koncepti i plazmës.

Rryma elektrike në gazra është lëvizja e drejtuar e elektroneve dhe joneve të lira. Në kushte normale, gazrat janë dielektrikë dhe bëhen përcjellës pas jonizimit. Jonizimi është procesi i formimit të joneve duke ndarë elektronet nga molekulat e gazit. Ndodh për shkak të ekspozimit ndaj një jonizuesi të jashtëm - ngrohje e fortë, rrezatim me rreze X ose ultravjollcë, bombardim elektronik. Rekombinimi është procesi i kundërt i jonizimit. Plazma është një gaz i jonizuar plotësisht ose pjesërisht në të cilin përqendrimet e ngarkesave pozitive dhe negative janë të barabarta.

? Rryma elektrike në vakum. Emetimi termionik.

Bartësit e rrymës në një vakum janë elektrone të emetuara për shkak të emetimit nga sipërfaqja e elektrodave. Emetimi termionik është emetimi i elektroneve nga metalet e nxehta.

? Çfarë dini për fenomenin e superpërcjellshmërisë?

Një fenomen në të cilin rezistenca e disa metaleve të pastër (kallaj, plumb, alumin) bie në zero në temperatura afër zeros absolute.

? Çfarë dini për rezistencën elektrike të përcjellësve? Çfarë është rezistenca, varësia e saj nga temperatura, përçueshmëria elektrike? Çfarë dini për lidhjen serike dhe paralele të përçuesve. Çfarë është një shunt, rezistencë shtesë?

Rezistenca është një vlerë drejtpërdrejt proporcionale me gjatësinë e përcjellësit l dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me sipërfaqen S prerja tërthore e përcjellësit: (r-rezistenca). Përçueshmëria është reciproke e rezistencës. Rezistenca specifike (rezistenca e një përcjellësi 1 m të gjatë me një seksion kryq prej 1 m2). Rezistenca specifike varet nga temperatura, këtu a është koeficienti i temperaturës, R Dhe R 0 , r dhe r 0 - rezistenca dhe rezistenca në t dhe 0 0 C. Paralele - , vijues R=R 1 +R 2 +…+Rn. Një rezistencë shunt është e lidhur paralelisht me një instrument matës elektrik për të devijuar një pjesë të rrymës elektrike për të zgjeruar kufijtë e matjes.

? Një fushë magnetike. Cilat burime mund të krijojnë një fushë magnetike?

Një fushë magnetike është një lloj i veçantë i lëndës përmes së cilës ndërveprojnë ngarkesat elektrike lëvizëse. Arsyeja për ekzistencën e një fushe magnetike konstante është një përcjellës i palëvizshëm me një rrymë elektrike konstante, ose magnet të përhershëm.

? Formuloni ligjin e Amperit. Si ndërveprojnë përçuesit nëpër të cilët rrjedh rryma në një drejtim (të kundërt)?

Mbi një përcjellës që mbart rrymë vepron një forcë Amper e barabartë me .

B - induksioni magnetik, une- rryma në përcjellës, D l– gjatësia e seksionit të përcjellësit, a-këndi ndërmjet induksionit magnetik dhe seksionit të përcjellësit. Në një drejtim ata tërheqin, në drejtim të kundërt zmbrapsen.

? Përcaktoni forcën e Amperit. Si të përcaktohet drejtimi i saj?

Kjo është forca që vepron në një përcjellës me rrymë të vendosur në një fushë magnetike. Ne përcaktojmë drejtimin si më poshtë: vendosim pëllëmbën e dorës së majtë në mënyrë që linjat e induksionit magnetik të hyjnë në të, dhe katër gishtat e zgjatur drejtohen përgjatë rrymës në përcjellës. Gishti i madh i përkulur do të tregojë drejtimin e forcës së Amperit.

? Shpjegoni lëvizjen e grimcave të ngarkuara në një fushë magnetike. Cila është forca e Lorencit? Cili është drejtimi i tij?

Një grimcë e ngarkuar në lëvizje krijon fushën e saj magnetike. Nëse vendoset në një fushë magnetike të jashtme, atëherë ndërveprimi i fushave do të shfaqet në shfaqjen e një force që vepron mbi grimcën nga fusha e jashtme - forca e Lorencit. Drejtimi është sipas rregullit të dorës së majtë. Për një ngarkesë pozitive - vektor B hyn në pëllëmbën e dorës së majtë, katër gishta drejtohen përgjatë lëvizjes së ngarkesës pozitive (vektori i shpejtësisë), gishti i madh i përkulur tregon drejtimin e forcës së Lorencit. Në një ngarkesë negative, e njëjta forcë vepron në drejtim të kundërt.

(q- tarifë, v- shpejtësi, B- induksioni, a- këndi ndërmjet drejtimit të shpejtësisë dhe induksionit magnetik).

? Një kornizë me rrymë në një fushë magnetike uniforme. Si përcaktohet momenti magnetik?

Fusha magnetike ka një efekt orientues në kornizën e rrymës, duke e kthyer atë në një mënyrë të caktuar. Çift rrotullues përcaktohet nga formula: M =fq m x B , Ku fq m- vektor i momentit magnetik të kornizës me rrymë, e barabartë me ËSHTË n (rryma për sipërfaqen e konturit, për njësi normale me konturin), B -vektori i induksionit magnetik, karakteristikë sasiore e fushës magnetike.

? Cili është vektori i induksionit magnetik? Si të përcaktohet drejtimi i saj? Si paraqitet grafikisht një fushë magnetike?

Vektori i induksionit magnetik është forca karakteristike e fushës magnetike. Fusha magnetike përshkruhet qartë duke përdorur linjat e forcës. Në çdo pikë të fushës, tangjentja me vijën e fushës përkon me drejtimin e vektorit të induksionit magnetik.

? Formuloni dhe shpjegoni ligjin Biot–Savart–Laplace.

Ligji Biot-Savart-Laplace ju lejon të llogarisni për një përcjellës me rrymë I induksioni i fushës magnetike d B , krijuar në një pikë arbitrare në fushën d l dirigjent: (këtu m 0 është konstanta magnetike, m është përshkueshmëria magnetike e mediumit). Drejtimi i vektorit të induksionit përcaktohet nga rregulli i vidës së djathtë nëse lëvizja translatore e vidës korrespondon me drejtimin e rrymës në element.

? Tregoni parimin e mbivendosjes për një fushë magnetike.

Parimi i mbivendosjes - induksioni magnetik i fushës që rezulton i krijuar nga disa rryma ose ngarkesa lëvizëse është i barabartë me shumën vektoriale të induksionit magnetik të fushave të shtuara të krijuara nga secila ngarkesë aktuale ose lëvizëse veç e veç:

? Shpjegoni karakteristikat kryesore të një fushe magnetike: fluksi magnetik, qarkullimi i fushës magnetike, induksioni magnetik.

Fluksi magnetik F nëpër çdo sipërfaqe S quhet një sasi e barabartë me produktin e madhësisë së vektorit të induksionit magnetik dhe sipërfaqes S dhe kosinusin e këndit a ndërmjet vektorëve B Dhe n (e jashtme normale në sipërfaqe). Qarkullimi vektorial B mbi një kontur të mbyllur të dhënë quhet integral i formës , ku d l - vektor i gjatësisë elementare të konturit. Teorema e qarkullimit të vektorit B : qarkullimi vektorial B përgjatë një qarku të mbyllur arbitrar është i barabartë me produktin e konstantës magnetike dhe shumën algjebrike të rrymave të mbuluara nga ky qark. Vektori i induksionit magnetik është forca karakteristike e fushës magnetike. Fusha magnetike përshkruhet qartë duke përdorur linjat e forcës. Në çdo pikë të fushës, tangjentja me vijën e fushës përkon me drejtimin e vektorit të induksionit magnetik.

? Shkruani dhe komentoni kushtin që fusha magnetike të jetë solenoidale në forma integrale dhe diferenciale.

Fushat vektoriale në të cilat nuk ka burime dhe mbytet quhen solenoidale. Gjendja për fushën magnetike solenoidale në formë integrale: dhe formë diferenciale:

? Magnetikë. Llojet e magneteve. Feromagnetët dhe vetitë e tyre. Çfarë është histereza?

Një substancë është magnetike nëse është e aftë të marrë një moment magnetik (magnetizim) nën ndikimin e një fushe magnetike. Substancat që magnetizohen në një fushë magnetike të jashtme kundër drejtimit të fushës quhen substanca diamagnetike.Substancat që magnetizohen në një fushë magnetike të jashtme në drejtim të fushës quhen substanca paramagnetike. Këto dy klasa quhen substanca të dobëta magnetike. Substancat magnetike të forta që magnetizohen edhe në mungesë të një fushe magnetike të jashtme quhen feromagnet. . Histereza magnetike është ndryshimi në vlerat e magnetizimit të një ferromagneti me të njëjtën forcë magnetizuese H në varësi të vlerës së magnetizimit paraprak. Kjo varësi grafike quhet laku i histerezës.

? Formuloni dhe shpjegoni ligjin e rrymës totale në forma integrale dhe diferenciale (nivelet kryesore të magnetostatikës në lëndë).

? Çfarë është induksioni elektromagnetik? Formuloni dhe shpjegoni ligjin bazë të induksionit elektromagnetik (ligji i Faradeit). Rregulli i shtetit Lenz.

Dukuria e shfaqjes së forcës elektromotore (emf induksioni) në një përcjellës të vendosur në një fushë magnetike alternative ose që lëviz në një fushë magnetike konstante quhet induksion elektromagnetik. Ligji i Faradeit: cilado qoftë arsyeja e ndryshimit të fluksit të induksionit magnetik i mbuluar nga një lak përçues i mbyllur, që lind në lakun EMF

Shenja minus përcaktohet nga rregulli i Lenz-it - rryma e induktuar në qark ka gjithmonë një drejtim të tillë që fusha magnetike që krijon parandalon ndryshimin e fluksit magnetik që ka shkaktuar këtë rrymë të induktuar.

? Cili është fenomeni i vetëinduksionit? Çfarë është induktiviteti, njësitë matëse? Rrymat gjatë mbylljes dhe hapjes së një qarku elektrik.

Shfaqja e emf-së së induktuar në një qark përçues nën ndikimin e fushës së vet magnetike kur ndryshon, që rezulton nga një ndryshim në fuqinë aktuale në përcjellës. Induktiviteti është një koeficient proporcionaliteti në varësi të formës dhe madhësisë së përcjellësit ose qarkut, [H]. Në përputhje me rregullin e Lenz-it, emf vetë-induktiv parandalon rritjen e rrymës kur qarku është i ndezur dhe rryma të zvogëlohet kur qarku fiket. Prandaj, madhësia e rrymës nuk mund të ndryshojë menjëherë (analogu mekanik është inercia).

? Fenomeni i induksionit të ndërsjellë. Koeficienti i induksionit të ndërsjellë.

Nëse dy qarqe të palëvizshme janë të vendosura afër njëri-tjetrit, atëherë kur fuqia aktuale në një qark ndryshon, një emf ndodh në qarkun tjetër. Ky fenomen quhet induksion i ndërsjellë. Koeficientët e proporcionalitetit L 21 dhe L 12 quhet induktiviteti i ndërsjellë i qarqeve, ato janë të barabarta.

? Shkruani ekuacionet e Maksuellit në formë integrale. Shpjegoni kuptimin e tyre fizik.

; ;

; .

Nga teoria e Maxwell-it rrjedh se fushat elektrike dhe magnetike nuk mund të konsiderohen si të pavarura - një ndryshim në kohë i njërës çon në një ndryshim në tjetrin.

? Energjia e fushës magnetike. Dendësia e energjisë së fushës magnetike.

Energjia, L- induktiviteti, I– forca aktuale.

Dendësia , NË- induksioni magnetik, N- forca e fushës magnetike, V-vëllimi.

? Parimi i relativitetit në elektrodinamikë

Ligjet e përgjithshme të fushave elektromagnetike përshkruhen nga ekuacionet e Maksuellit. Në elektrodinamikën relativiste është vërtetuar se pandryshueshmëria relativiste e këtyre ekuacioneve ndodh vetëm nën kushtin e relativitetit të fushave elektrike dhe magnetike, d.m.th. kur karakteristikat e këtyre fushave varen nga zgjedhja e sistemeve të referencës inerciale. Në një sistem lëvizës, fusha elektrike është e njëjtë si në një sistem të palëvizshëm, por në një sistem lëvizës ekziston një fushë magnetike, e cila nuk është e pranishme në një sistem të palëvizshëm.

Lëkundjet dhe valët