Mga pangunahing kaalaman sa electrodynamics. electrostatics Ang mga batas ng classical electrodynamics ay nauugnay sa

Electrodynamics… Spelling dictionary-reference na aklat

Ang klasikal na teorya (non-quantum) ng pag-uugali ng electromagnetic field, na nagsasagawa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga elektrikal. mga singil (electromagnetic interaction). Mga klasikal na batas macroscopic Ang E. ay nabuo sa mga equation ni Maxwell, na nagpapahintulot sa ... Pisikal na encyclopedia

- (mula sa salitang kuryente, at Greek dinamis power). Bahagi ng pisika na tumatalakay sa pagkilos ng mga electric current. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. ELECTRODYNAMICS mula sa salitang kuryente, at Griyego. dynamis, lakas... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

Modernong encyclopedia

Electrodynamics- klasikal, teorya ng mga non-quantum electromagnetic na proseso kung saan ang pangunahing papel ay ginagampanan ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle sa iba't ibang media at sa vacuum. Ang pagbuo ng electrodynamics ay nauna sa mga gawa ng C. Coulomb, J. Biot, F. Savart, ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

Ang klasikal na teorya ng mga prosesong electromagnetic sa iba't ibang media at sa vacuum. Sinasaklaw ang isang malaking hanay ng mga phenomena kung saan ang pangunahing papel ay ginagampanan ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle na isinasagawa sa pamamagitan ng isang electromagnetic field... Malaking Encyclopedic Dictionary

ELECTRODYNAMICS, sa pisika, ang larangan na nag-aaral ng interaksyon sa pagitan ng mga electric at magnetic field at mga naka-charge na katawan. Nagsimula ang disiplinang ito noong ika-19 na siglo. kasama ang kanyang mga teoretikal na gawa na si James MAXWELL, kalaunan ay naging bahagi siya ng... ... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

ELECTRODYNAMICS, electrodynamics, marami pang iba. hindi, babae (tingnan ang kuryente at dinamika) (pisikal). Kagawaran ng pisika, pag-aaral ng mga katangian ng electric current, kuryente sa paggalaw; langgam. electrostatics. Ang paliwanag na diksyunaryo ni Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Ushakov's Explanatory Dictionary

ELECTRODYNAMICS, at, g. (espesyalista.). Teorya ng mga electromagnetic na proseso sa iba't ibang media at sa vacuum. Ang paliwanag na diksyunaryo ni Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 … Ozhegov's Explanatory Dictionary

Pangngalan, bilang ng mga kasingkahulugan: 2 dynamics (18) physics (55) ASIS dictionary of synonyms. V.N. Trishin. 2013… diksyunaryo ng kasingkahulugan

electrodynamics- - [A.S. Goldberg. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga paksa ng power engineering sa pangkalahatan EN electrodynamics ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

Mga libro

• Electrodynamics, A. E. Ivanov. Ang aklat-aralin na ito ay sapat sa sarili: nagtatanghal ito ng mga lektura na ibinigay sa loob ng ilang taon ng isang associate professor sa dalubhasang sentrong pang-edukasyon at pang-agham ng MSTU. N. E. Bauman...
• Electrodynamics, Sergei Anatolyevich Ivanov. ...

DEPINISYON

Ang mga electromagnetic field at electromagnetic na pakikipag-ugnayan ay pinag-aaralan ng isang sangay ng physics na tinatawag electrodynamics.

Ang klasikal na electrodynamics ay nag-aaral at naglalarawan ng mga katangian ng mga electromagnetic field. Sinusuri ang mga batas kung saan nakikipag-ugnayan ang mga electromagnetic field sa mga katawan na may electric charge.

Mga pangunahing konsepto ng electrodynamics

Ang batayan ng electrodynamics ng isang nakatigil na daluyan ay ang mga equation ni Maxwell. Gumagana ang Electrodynamics sa mga pangunahing konsepto tulad ng electromagnetic field, electric charge, electromagnetic potential, Poynting vector.

Ang isang electromagnetic field ay isang espesyal na uri ng bagay na nagpapakita ng sarili kapag ang isang sisingilin na katawan ay nakikipag-ugnayan sa isa pa. Kadalasan, kapag isinasaalang-alang ang isang electromagnetic field, ang mga bahagi nito ay nakikilala: electric field at magnetic field. Ang isang electric field ay lumilikha ng isang electric charge o isang alternating magnetic field. Lumilitaw ang isang magnetic field kapag gumagalaw ang isang charge (charged body) at sa pagkakaroon ng isang electric field na nagbabago sa oras.

Ang electromagnetic potential ay isang pisikal na dami na tumutukoy sa pamamahagi ng electromagnetic field sa kalawakan.

Ang electrodynamics ay nahahati sa: electrostatics; magnetostatics; electrodynamics ng continuum; relativistic electrodynamics.

Ang Poynting vector (Umov-Poynting vector) ay isang pisikal na dami na vector ng density ng flux ng enerhiya ng electromagnetic field. Ang magnitude ng vector na ito ay katumbas ng enerhiya na inililipat sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang unit surface area na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng electromagnetic energy.

Ang electrodynamics ay bumubuo ng batayan para sa pag-aaral at pag-unlad ng optika (bilang isang sangay ng agham) at ang pisika ng mga radio wave. Ang sangay ng agham na ito ay ang pundasyon para sa radio engineering at electrical engineering.

Ang mga klasikal na electrodynamics, kapag inilalarawan ang mga katangian ng mga electromagnetic field at ang mga prinsipyo ng kanilang pakikipag-ugnayan, ay gumagamit ng sistema ng mga equation ni Maxwell (sa integral o differential form), na dinadagdagan ito ng isang sistema ng mga materyal na equation, hangganan at mga paunang kondisyon.

Ang mga istrukturang equation ni Maxwell

Ang sistema ng mga equation ni Maxwell ay may parehong kahulugan sa electrodynamics gaya ng mga batas ni Newton sa classical mechanics. Ang mga equation ni Maxwell ay nakuha bilang resulta ng paglalahat ng maraming pang-eksperimentong data. Nakikilala ang mga istrukturang equation ni Maxwell, isinusulat ang mga ito sa integral o differential form, at mga materyal na equation na nag-uugnay sa mga vector na may mga parameter na nagpapakilala sa mga electrical at magnetic na katangian ng matter.

Ang mga istrukturang equation ni Maxwell sa integral form (sa SI system):

nasaan ang vector ng lakas ng magnetic field; ay ang electric current density vector; - electric displacement vector. Ang equation (1) ay sumasalamin sa batas ng paglikha ng mga magnetic field. Ang isang magnetic field ay nangyayari kapag ang isang singil ay gumagalaw (electric current) o kapag ang isang electric field ay nagbabago. Ang equation na ito ay isang generalization ng batas ng Biot-Savart-Laplace. Ang equation (1) ay tinatawag na magnetic field circulation theorem.

nasaan ang magnetic field induction vector; - vector ng lakas ng patlang ng kuryente; Ang L ay isang closed loop kung saan umiikot ang electric field strength vector. Ang isa pang pangalan para sa equation (2) ay ang batas ng electromagnetic induction. Ang expression (2) ay nangangahulugan na ang vortex electric field ay nabuo dahil sa isang alternating magnetic field.

nasaan ang electric charge; - density ng singil. Ang equation (3) ay tinatawag na Ostrogradsky-Gauss theorem. Ang mga singil sa kuryente ay pinagmumulan ng electric field; may mga libreng singil sa kuryente.

Ang equation (4) ay nagpapahiwatig na ang magnetic field ay vortex. Ang mga magnetic charge ay hindi umiiral sa kalikasan.

Ang mga istrukturang equation ni Maxwell sa differential form (SI system):

nasaan ang electric field strength vector; - vector ng magnetic induction.

nasaan ang vector ng lakas ng magnetic field; - dielectric displacement vector; - kasalukuyang density vector.

nasaan ang density ng pamamahagi ng singil ng kuryente.

Tinutukoy ng mga istrukturang equation ni Maxwell sa differential form ang electromagnetic field sa anumang punto sa espasyo. Kung ang mga singil at agos ay patuloy na ibinahagi sa kalawakan, kung gayon ang mga integral at kaugalian na anyo ng mga equation ni Maxwell ay katumbas. Gayunpaman, kung mayroong mga ibabaw ng discontinuity, kung gayon ang integral na anyo ng pagsulat ng mga equation ni Maxwell ay mas pangkalahatan.

Upang makamit ang mathematical equivalence ng integral at differential forms ng Maxwell's equation, ang differential notation ay dinadagdagan ng boundary conditions.

Mula sa mga equation ni Maxwell, sumusunod na ang isang alternating magnetic field ay bumubuo ng isang alternating electric field at vice versa, iyon ay, ang mga field na ito ay hindi mapaghihiwalay at bumubuo ng isang solong electromagnetic field. Ang mga pinagmumulan ng electric field ay maaaring alinman sa electric charges o isang time-varying magnetic field. Ang mga magnetic field ay nasasabik sa pamamagitan ng paggalaw ng mga electric charge (currents) o alternating electric field. Ang mga equation ni Maxwell ay hindi simetriko sa mga electric at magnetic field. Nangyayari ito dahil may mga electric charge, ngunit wala ang mga magnetic charge.

Mga materyal na equation

Ang sistema ng mga istrukturang equation ni Maxwell ay dinagdagan ng mga materyal na equation na sumasalamin sa kaugnayan ng mga vector na may mga parameter na nagpapakilala sa mga katangian ng elektrikal at magnetic ng bagay.

kung saan ay ang kamag-anak na dielectric pare-pareho, ay ang kamag-anak magnetic pagkamatagusin, ay ang tiyak na electrical kondaktibiti, ay ang mga de-koryenteng pare-pareho, ay ang magnetic pare-pareho. Ang medium sa kasong ito ay itinuturing na isotropic, non-ferromagnetic, non-ferroelectric.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

MGA PUNDAMENTAL NG ELECTRODYNAMICS. ELECTROSTATICS

MGA PUNDAMENTAL NG ELECTRODYNAMICS

Electrodynamics- ang agham ng mga katangian ng electromagnetic field.

Electromagnetic field- tinutukoy ng paggalaw at pakikipag-ugnayan ng mga sisingilin na particle.

Pagpapakita ng electric/magnetic field- ito ang pagkilos ng mga electric/magnetic forces:
1) frictional forces at elastic forces sa macrocosm;
2) ang pagkilos ng mga electric/magnetic na pwersa sa microcosm (atomic structure, pagsasama ng mga atoms sa mga molekula,
pagbabago ng elementarya na mga particle)

Pagtuklas ng electric/magnetic field- J. Maxwell.

ELECTROSTATICS

Ang sangay ng electrodynamics ay nag-aaral ng mga de-koryenteng sisingilin na katawan habang nagpapahinga.

Mga particle ng elementarya maaaring may email singilin, pagkatapos ay tinatawag silang sinisingil;
- nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa mga puwersa na nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga particle,
ngunit lumampas ng maraming beses sa mga puwersa ng mutual gravity (ang pakikipag-ugnayan na ito ay tinatawag na
electromagnetic).

Email singilin- pisikal tinutukoy ng value ang intensity ng electric/magnetic interaction.
Mayroong 2 palatandaan ng mga singil sa kuryente: positibo at negatibo.
Ang mga particle na may katulad na mga singil ay nagtataboy, at ang mga particle na may hindi katulad na mga singil ay umaakit.
Ang isang proton ay may positibong singil, ang isang elektron ay may negatibong singil, at ang isang neutron ay neutral sa kuryente.

bayad sa elementarya- isang minimum na singil na hindi maaaring hatiin.
Paano natin maipapaliwanag ang pagkakaroon ng mga puwersang electromagnetic sa kalikasan?
- Lahat ng katawan ay naglalaman ng mga sisingilin na particle.
Sa normal na estado ng katawan, el. neutral (dahil ang atom ay neutral), at electric/magnetic. hindi ipinakikita ang mga kapangyarihan.

Sinisingil ang katawan, kung ito ay may labis na singil sa anumang palatandaan:
negatibong sisingilin - kung mayroong labis na mga electron;
positibong sisingilin - kung may kakulangan ng mga electron.

Elektripikasyon ng mga katawan- ito ay isa sa mga paraan upang makakuha ng mga sinisingil na katawan, halimbawa, sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay).
Sa kasong ito, ang parehong katawan ay sinisingil, at ang mga singil ay magkasalungat sa sign, ngunit pantay sa magnitude.

Batas ng konserbasyon ng singil sa kuryente.

Sa isang saradong sistema, ang algebraic na kabuuan ng mga singil ng lahat ng mga particle ay nananatiling hindi nagbabago.
(... ngunit hindi ang bilang ng mga sisingilin na particle, dahil may mga pagbabagong-anyo ng elementarya na mga particle).

Saradong sistema

Isang sistema ng mga particle kung saan ang mga sisingilin na particle ay hindi pumapasok mula sa labas at hindi lumalabas.

Batas ng Coulomb

Pangunahing batas ng electrostatics.

Ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang puntong nakapirming sisingilin na katawan sa isang vacuum ay direktang proporsyonal
ang produkto ng mga module ng pagsingil at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga ito.

Kailan ang mga katawan ay itinuturing na mga puntong katawan? - kung ang distansya sa pagitan ng mga ito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa laki ng mga katawan.
Kung ang dalawang katawan ay may mga singil sa kuryente, pagkatapos ay nakikipag-ugnayan sila ayon sa batas ng Coulomb.

Yunit ng electric charge
Ang 1 C ay isang singil na dumadaan sa cross-section ng isang konduktor sa loob ng 1 segundo sa agos na 1 A.
Ang 1 C ay isang napakalaking singil.
Elemental na singil:

LARANGAN NG KURYENTE

Mayroong singil sa kuryente sa paligid, materyal.
Ang pangunahing pag-aari ng electric field: ang aksyon na may puwersa sa electric charge na ipinakilala dito.

Electrostatic na patlang- ang larangan ng isang nakatigil na singil ng kuryente ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon.

Lakas ng electric field.- dami ng mga katangian ng el. mga patlang.
ay ang ratio ng puwersa kung saan kumikilos ang field sa ipinakilalang point charge sa magnitude ng charge na ito.
- ay hindi nakasalalay sa magnitude ng ipinakilala na singil, ngunit nagpapakilala sa electric field!

Direksyon ng vector ng tensyon
tumutugma sa direksyon ng puwersang vector na kumikilos sa isang positibong singil, at kabaligtaran sa direksyon ng puwersa na kumikilos sa isang negatibong singil.

Lakas ng field ng charge ng point:

kung saan ang q0 ay ang singil na lumilikha ng electric field.
Sa anumang punto sa field, ang intensity ay palaging nakadirekta sa tuwid na linya na nagkokonekta sa puntong ito at q0.

KAPASIDAD NG KURYENTE

Nailalarawan ang kakayahan ng dalawang konduktor na makaipon ng singil sa kuryente.
- hindi nakadepende sa q at U.
- depende sa mga geometric na sukat ng mga konduktor, ang kanilang hugis, kamag-anak na posisyon, mga de-koryenteng katangian ng daluyan sa pagitan ng mga konduktor.

Mga yunit ng SI: (F - farad)

MGA KAPASITOR

De-koryenteng aparato na nag-iimbak ng singil
(dalawang konduktor na pinaghihiwalay ng isang dielectric na layer).

Kung saan ang d ay mas maliit kaysa sa mga sukat ng konduktor.

Pagtatalaga sa mga de-koryenteng diagram:

Ang buong electric field ay puro sa loob ng kapasitor.
Ang singil ng isang kapasitor ay ang ganap na halaga ng singil sa isa sa mga capacitor plate.

Mga uri ng capacitor:
1. ayon sa uri ng dielectric: hangin, mika, ceramic, electrolytic
2. ayon sa hugis ng mga plato: flat, spherical.
3. sa pamamagitan ng kapasidad: pare-pareho, variable (adjustable).

Electrical capacitance ng isang flat capacitor

kung saan ang S ay ang lugar ng plate (plating) ng kapasitor
d - distansya sa pagitan ng mga plato
eo - de-koryenteng pare-pareho
e - dielectric na pare-pareho ng dielectric

Kabilang ang mga capacitor sa isang de-koryenteng circuit

parallel

sunud-sunod

Pagkatapos ang kabuuang kapasidad ng kuryente (C):

kapag konektado sa parallel

.

kapag konektado sa serye

Mga koneksyon sa DC AC

Kuryente- nakaayos na paggalaw ng mga sisingilin na particle (mga libreng electron o ions).
Sa kasong ito, ang kuryente ay inililipat sa pamamagitan ng cross section ng konduktor. singil (sa panahon ng thermal na paggalaw ng mga sisingilin na particle, ang kabuuang inilipat na singil sa kuryente = 0, dahil ang mga positibo at negatibong singil ay nabayaran).

Direksyon sa email kasalukuyang- karaniwang tinatanggap na isaalang-alang ang direksyon ng paggalaw ng mga particle na may positibong charge (mula + hanggang -).

Mga pagkilos sa email kasalukuyang (sa konduktor):

thermal epekto ng kasalukuyang- pagpainit ng konduktor (maliban sa mga superconductor);

kemikal na epekto ng kasalukuyang - lumilitaw lamang sa mga electrolyte.Ang mga sangkap na bumubuo sa electrolyte ay inilalabas sa mga electrodes;

magnetic effect ng kasalukuyang(pangunahing) - sinusunod sa lahat ng mga konduktor (pagpalihis ng magnetic needle malapit sa isang konduktor na may kasalukuyang at ang puwersa ng epekto ng kasalukuyang sa mga kalapit na konduktor sa pamamagitan ng isang magnetic field).

BATAS NG OHM PARA SA ISANG CIRCUIT SECTION

kung saan , R ay ang paglaban ng seksyon ng circuit. (ang konduktor mismo ay maaari ding ituring na isang seksyon ng circuit).

Ang bawat konduktor ay may sariling tiyak na katangian ng kasalukuyang boltahe.

PAGLABAN

Mga pangunahing katangian ng elektrikal ng isang konduktor.
- ayon sa batas ng Ohm, ang halagang ito ay pare-pareho para sa isang partikular na konduktor.

Ang 1 Ohm ay ang paglaban ng isang konduktor na may potensyal na pagkakaiba sa mga dulo nito
sa 1 V at ang kasalukuyang lakas dito ay 1 A.

Ang paglaban ay nakasalalay lamang sa mga katangian ng konduktor:

kung saan ang S ay ang cross-sectional area ng conductor, l ang haba ng conductor,
ro - resistivity na nagpapakilala sa mga katangian ng sangkap ng konduktor.

MGA ELEKTRIKAL NA SIRKUIT

Binubuo ang mga ito ng isang mapagkukunan, isang mamimili ng electric current, mga wire, at isang switch.

SERYE CONNECTION OF CONDUCTORS

I - kasalukuyang lakas sa circuit
U - boltahe sa mga dulo ng seksyon ng circuit

PARALLEL CONNECTION OF CONDUCTORS

I - kasalukuyang lakas sa isang walang sanga na seksyon ng circuit
U - boltahe sa mga dulo ng seksyon ng circuit
R - kabuuang pagtutol ng seksyon ng circuit

Tandaan kung paano konektado ang mga instrumento sa pagsukat:

Ammeter - konektado sa serye sa konduktor kung saan sinusukat ang kasalukuyang.

Voltmeter - konektado sa parallel sa konduktor kung saan ang boltahe ay sinusukat.

DC OPERASYON

Kasalukuyang trabaho- ito ang gawain ng electric field upang ilipat ang mga singil sa kuryente kasama ang konduktor;

Ang gawaing ginawa ng kasalukuyang sa isang seksyon ng circuit ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang, boltahe at oras kung kailan isinagawa ang gawain.

Gamit ang formula ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit, maaari kang sumulat ng ilang mga bersyon ng formula para sa pagkalkula ng gawain ng kasalukuyang:

Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya:

Ang gawain ay katumbas ng pagbabago sa enerhiya ng isang seksyon ng circuit, kaya ang enerhiya na inilabas ng konduktor ay katumbas ng gawain ng kasalukuyang.

Sa sistema ng SI:

BATAS JOULE-LENZ

Kapag ang kasalukuyang dumadaan sa isang konduktor, ang konduktor ay umiinit at ang palitan ng init ay nangyayari sa kapaligiran, i.e. ang konduktor ay nagbibigay ng init sa mga katawan na nakapaligid dito.

Ang dami ng init na inilabas ng isang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang sa kapaligiran ay katumbas ng produkto ng parisukat ng kasalukuyang lakas, ang paglaban ng konduktor at ang oras na ang kasalukuyang dumadaan sa konduktor.

Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang dami ng init na inilabas ng isang konduktor ay ayon sa bilang na katumbas ng gawaing ginawa ng kasalukuyang dumadaloy sa konduktor sa parehong oras.

Sa sistema ng SI:

[Q] = 1 J

DC POWER

Ang ratio ng gawaing ginawa ng kasalukuyang sa oras t sa pagitan ng oras na ito.

Sa sistema ng SI:

Ang kababalaghan ng superconductivity

Pagtuklas ng mababang temperatura superconductivity:
1911 - Dutch scientist na si Kamerling - Onnes
naobserbahan sa napakababang temperatura (sa ibaba 25 K) sa maraming mga metal at haluang metal;
Sa ganitong mga temperatura, ang resistivity ng mga sangkap na ito ay nagiging napakaliit.

Noong 1957, ibinigay ang isang teoretikal na paliwanag ng kababalaghan ng superconductivity:
Cooper (USA), Bogolyubov (USSR)

1957 Ang eksperimento ni Collins: ang kasalukuyang sa isang closed circuit na walang kasalukuyang pinagmulan ay hindi huminto sa loob ng 2.5 taon.

Noong 1986, natuklasan ang mataas na temperatura na superconductivity (sa 100 K) (para sa metal-ceramics).

Kahirapan sa pagkamit ng superconductivity:
- ang pangangailangan para sa malakas na paglamig ng sangkap

Lugar ng aplikasyon:
- pagkuha ng malakas na magnetic field;
- malalakas na electromagnet na may superconducting winding sa mga accelerator at generator.

Sa kasalukuyan sa sektor ng enerhiya ay mayroon malaking problema
- malaking pagkawala ng kuryente sa panahon ng paghahatid sa kanya sa pamamagitan ng wire.

Posibleng solusyon Mga problema:
na may superconductivity, ang paglaban ng mga konduktor ay humigit-kumulang 0
at ang mga pagkawala ng enerhiya ay nabawasan nang husto.

Substansyang may pinakamataas na temperatura ng superconducting
Noong 1988 sa USA, sa temperatura na -148°C, nakuha ang phenomenon ng superconductivity. Ang konduktor ay pinaghalong thallium, calcium, barium at tansong oksido - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox.

Semiconductor -

Isang substance na ang resistivity ay maaaring mag-iba sa isang malawak na hanay at bumababa nang napakabilis sa pagtaas ng temperatura, na nangangahulugan na ang electrical conductivity (1/R) ay tumataas.
- sinusunod sa silikon, germanium, selenium at ilang mga compound.

Mekanismo ng pagpapadaloy sa semiconductor

Ang mga semiconductor na kristal ay may atomic na kristal na sala-sala kung saan ang mga panlabas na electron ay nakagapos sa mga kalapit na atomo sa pamamagitan ng mga covalent bond.
Sa mababang temperatura, ang mga purong semiconductor ay walang mga libreng electron at kumikilos tulad ng isang insulator.

KURYENTE CURRENT SA VACUUM

Ano ang vacuum?
- ito ang antas ng rarefaction ng isang gas kung saan halos walang banggaan ng mga molekula;

Hindi posible ang electric current dahil ang posibleng bilang ng mga ionized na molekula ay hindi makapagbibigay ng electrical conductivity;
- posibleng lumikha ng electric current sa isang vacuum kung gumagamit ka ng pinagmumulan ng mga sisingilin na particle;
- ang pagkilos ng isang pinagmumulan ng mga sisingilin na particle ay maaaring batay sa phenomenon ng thermionic emission.

Thermionic emission

- ito ay ang paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng solid o likidong katawan kapag sila ay pinainit sa mga temperatura na tumutugma sa nakikitang glow ng mainit na metal.
Ang pinainit na metal electrode ay patuloy na naglalabas ng mga electron, na bumubuo ng electron cloud sa paligid nito.
Sa isang equilibrium na estado, ang bilang ng mga electron na umalis sa electrode ay katumbas ng bilang ng mga electron na bumalik dito (dahil ang electrode ay nagiging positibong sisingilin kapag ang mga electron ay nawala).
Kung mas mataas ang temperatura ng metal, mas mataas ang density ng electron cloud.

Vacuum diode

Ang electric current sa vacuum ay posible sa vacuum tubes.
Ang vacuum tube ay isang device na gumagamit ng phenomenon ng thermionic emission.

Ang vacuum diode ay isang two-electrode (A - anode at K - cathode) electron tube.
Ang napakababang presyon ay nilikha sa loob ng lalagyan ng salamin

H - filament na inilagay sa loob ng cathode upang mapainit ito. Ang ibabaw ng pinainit na katod ay naglalabas ng mga electron. Kung ang anode ay konektado sa + ng kasalukuyang pinagmulan, at ang katod ay konektado sa -, pagkatapos ay ang circuit ay dumadaloy
pare-pareho ang thermionic kasalukuyang. Ang vacuum diode ay may one-way conductivity.
Yung. Ang kasalukuyang nasa anode ay posible kung ang anode potential ay mas mataas kaysa sa cathode potential. Sa kasong ito, ang mga electron mula sa electron cloud ay naaakit sa anode, na lumilikha ng electric current sa isang vacuum.

Katangian ng kasalukuyang boltahe ng isang vacuum diode.

Sa mababang boltahe ng anode, hindi lahat ng mga electron na ibinubuga ng katod ay umaabot sa anode, at maliit ang electric current. Sa mataas na boltahe, ang kasalukuyang umabot sa saturation, i.e. pinakamataas na halaga.
Ang isang vacuum diode ay ginagamit upang itama ang alternating current.

Kasalukuyang nasa input ng diode rectifier:

Kasalukuyang output ng rectifier:

Mga electron beam

Ito ay isang stream ng mabilis na lumilipad na mga electron sa mga vacuum tube at gas-discharge device.

Mga katangian ng mga electron beam:

Paglihis sa mga electric field;
- magpalihis sa mga magnetic field sa ilalim ng impluwensya ng puwersa ng Lorentz;
- kapag ang isang sinag na tumama sa isang sangkap ay pinabagal, lumilitaw ang X-ray radiation;
- nagiging sanhi ng glow (luminescence) ng ilang solids at likido (luminophores);
- painitin ang sangkap sa pamamagitan ng pagkontak dito.

Cathode ray tube (CRT)

Ginagamit ang mga thermionic emission phenomena at mga katangian ng mga electron beam.

Ang isang CRT ay binubuo ng isang electron gun, pahalang at patayong mga deflector
mga plato ng elektrod at screen.
Sa isang electron gun, ang mga electron na ibinubuga ng isang heated cathode ay dumadaan sa control grid electrode at pinabilis ng mga anod. Ang isang electron gun ay nakatutok sa isang electron beam sa isang punto at binabago ang liwanag ng liwanag sa screen. Ang pagpapalihis ng pahalang at patayong mga plato ay nagbibigay-daan sa iyong ilipat ang electron beam sa screen sa anumang punto sa screen. Ang screen ng tubo ay pinahiran ng isang pospor na nagsisimulang kumikinang kapag binomba ng mga electron.

Mayroong dalawang uri ng mga tubo:

1) na may electrostatic control ng electron beam (pagpapalihis ng electric beam lamang ng electric field);
2) na may electromagnetic control (magnetic deflection coils ay idinagdag).

Pangunahing aplikasyon ng CRT:

mga tubo ng larawan sa mga kagamitan sa telebisyon;
mga display ng computer;
electronic oscilloscopes sa teknolohiya ng pagsukat.

KURYENTE SA MGA GASE

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang gas ay isang dielectric, i.e. ito ay binubuo ng mga neutral na atomo at molecule at hindi naglalaman ng mga libreng carrier ng electric current.
Ang conductor gas ay isang ionized gas. Ang ionized gas ay may electron-ion conductivity.

Ang hangin ay isang dielectric sa mga linya ng kuryente, air capacitor, at contact switch.

Ang hangin ay isang konduktor kapag kumikidlat, nagkakaroon ng electric spark, o kapag may naganap na welding arc.

Gas ionization

Ito ay ang pagkasira ng mga neutral na atomo o molekula sa mga positibong ion at electron sa pamamagitan ng pag-alis ng mga electron mula sa mga atomo. Ang ionization ay nangyayari kapag ang isang gas ay pinainit o nalantad sa radiation (UV, X-ray, radioactive) at ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkawatak-watak ng mga atomo at molekula sa panahon ng banggaan sa mataas na bilis.

Paglabas ng gas

Ito ay electric current sa mga ionized na gas.
Ang mga tagadala ng singil ay mga positibong ion at elektron. Ang paglabas ng gas ay sinusunod sa mga gas-discharge tubes (lamp) kapag nalantad sa isang electric o magnetic field.

Recombination ng mga sisingilin na particle

- ang gas ay humihinto sa pagiging isang konduktor kung ang ionization ay huminto, ito ay nangyayari bilang isang resulta ng recombination (muling pagsasama ng mga particle na magkasalungat na sinisingil).

Mayroong self-sustaining at non-self-sustaining gas discharge.

Di-nakapagpapanatili sa sarili na paglabas ng gas

Kung ang pagkilos ng ionizer ay tumigil, ang discharge ay titigil din.

Kapag ang discharge ay umabot sa saturation, ang graph ay nagiging pahalang. Dito, ang electrical conductivity ng gas ay sanhi lamang ng pagkilos ng ionizer.

Paglabas ng gas sa sarili

Sa kasong ito, ang paglabas ng gas ay nagpapatuloy kahit na matapos ang pagwawakas ng panlabas na ionizer dahil sa mga ions at electron na nagreresulta mula sa impact ionization (= ionization ng electric shock); ay nangyayari kapag ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga electrodes ay tumaas (isang electron avalanche ay nangyayari).
Ang di-self-sustained gas discharge ay maaaring mag-transform sa isang self-sustained gas discharge kapag Ua = Uignition.

Electrical breakdown ng gas

Ang proseso ng paglipat ng isang di-nakapagpapatuloy na paglabas ng gas tungo sa isang nakakapagpapanatili sa sarili.

Nagaganap ang self-sustained gas discharge 4 na uri:

1. nagbabaga - sa mababang presyon (hanggang sa ilang mm Hg) - naobserbahan sa mga gas-light tube at gas laser.
2. spark - sa normal na presyon at mataas na lakas ng electric field (kidlat - kasalukuyang lakas hanggang sa daan-daang libong amperes).
3. corona - sa normal na presyon sa isang hindi pare-parehong electric field (sa dulo).
4. arc - mataas na kasalukuyang density, mababang boltahe sa pagitan ng mga electrodes (temperatura ng gas sa arc channel -5000-6000 degrees Celsius); naobserbahan sa mga spotlight at projection film equipment.

Ang mga paglabas na ito ay sinusunod:

nagbabaga - sa mga fluorescent lamp;
spark - sa kidlat;
corona - sa mga electric precipitator, sa panahon ng pagtagas ng enerhiya;
arc - sa panahon ng hinang, sa mercury lamp.

Plasma

Ito ang ikaapat na estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap na may mataas na antas ng ionization dahil sa banggaan ng mga molekula sa mataas na bilis sa mataas na temperatura; matatagpuan sa kalikasan: ionosphere - mahina ang ionized plasma, Araw - ganap na ionized plasma; artipisyal na plasma - sa mga gas-discharge lamp.

Ang plasma ay maaaring:

Mababang temperatura - sa mga temperaturang mas mababa sa 100,000K;
mataas na temperatura - sa mga temperaturang higit sa 100,000K.

Mga pangunahing katangian ng plasma:

Mataas na electrical conductivity
- malakas na pakikipag-ugnayan sa mga panlabas na electric at magnetic field.

Sa isang temperatura

Ang anumang sangkap ay nasa estado ng plasma.

Kapansin-pansin, 99% ng bagay sa Uniberso ay plasma

MGA TANONG SA PAGSUBOK PARA SA PAGSUBOK

Batas ng Coulomb:

saan F – ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng electrostatic sa pagitan ng dalawang sisingilin na katawan;

q 1 , q 2 - mga singil sa kuryente ng mga katawan;

ε – kamag-anak na dielectric na pare-pareho ng daluyan;

ε 0 =8.85·10 -12 F/m – electrical constant;

r– ang distansya sa pagitan ng dalawang sisingilin na katawan.

Linear charge density:

saan d q – elementarya na singil sa bawat seksyon ng haba d l.

Densidad ng singil sa ibabaw:

saan d q – elementarya na singil sa ibabaw d s.

Densidad ng singil ng volume:

saan d q – elementarya na singil, sa dami d V.

Lakas ng electric field:

saan F – puwersahang kumilos sa paratang q.

Teorama ni Gauss:

saan E- lakas ng electrostatic field;

d S – vector , ang module na kung saan ay katumbas ng lugar ng ibabaw na natagos, at ang direksyon ay tumutugma sa direksyon ng normal sa site;

q– algebraic na kabuuan ng mga bilanggo sa loob ng ibabaw d S singil.

Theorem sa sirkulasyon ng tension vector:

Electrostatic field potensyal:

saan W p – potensyal na enerhiya ng isang point charge q.

Potensyal na pagsingil ng punto:

Lakas ng field ng charge ng point:

.

Ang lakas ng patlang na nilikha ng isang walang katapusang tuwid na pantay na sisingilin na linya o isang walang katapusang mahabang silindro:

saan τ – linear charge density;

r– ang distansya mula sa thread o cylinder axis hanggang sa punto kung saan tinutukoy ang lakas ng field.

Ang lakas ng field na nilikha ng isang walang katapusang unipormeng sisingilin na eroplano:

kung saan ang σ ay ang surface charge density.

Ang kaugnayan sa pagitan ng potensyal at pag-igting sa pangkalahatang kaso:

E= – gradφ = .

Relasyon sa pagitan ng potensyal at intensity sa kaso ng isang pare-parehong larangan:

E= ,

saan d– distansya sa pagitan ng mga puntos na may potensyal na φ 1 at φ 2.

Relasyon sa pagitan ng potensyal at intensity sa kaso ng isang field na may central o axial symmetry:

Pinipilit ng gawain ng field na ilipat ang isang charge q mula sa isang field point na may potensyal φ 1 sa puntong may potensyal φ 2:

A=q(φ 1 – φ 2).

Kapasidad ng kuryente ng konduktor:

saan q- bayad sa konduktor;

Ang φ ay ang potensyal ng konduktor, sa kondisyon na sa kawalang-hanggan ang potensyal ng konduktor ay kinuha katumbas ng zero.

Kapasidad ng kapasitor:

saan q- singil ng kapasitor;

U– potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga capacitor plate.

Kapasidad ng kuryente ng isang flat capacitor:

kung saan ang ε ay ang dielectric constant ng dielectric na matatagpuan sa pagitan ng mga plato;

d- distansya sa pagitan ng mga plato;

S- kabuuang lugar ng mga plato.

Kapasidad ng kuryente ng capacitor bank:

b) na may parallel na koneksyon:

Enerhiya ng isang sisingilin na kapasitor:

,

saan q- singil ng kapasitor;

U- potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plato;

C– elektrikal na kapasidad ng kapasitor.

DC Power:

saan d q– singil na dumadaloy sa cross section ng konduktor sa oras d t.

Kasalukuyang Densidad:

saan ako- kasalukuyang lakas sa konduktor;

S- lugar ng konduktor.

Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit na hindi naglalaman ng EMF:

saan ako– kasalukuyang lakas sa lugar;

U

R- paglaban ng lugar.

Ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit na naglalaman ng isang emf:

saan ako– kasalukuyang lakas sa lugar;

U– boltahe sa mga dulo ng seksyon;

R- kabuuang pagtutol ng seksyon;

ε – EMF ng pinagmulan.

Batas ng Ohm para sa isang saradong (kumpleto) na circuit:

saan ako– kasalukuyang lakas sa circuit;

R- panlabas na pagtutol ng circuit;

r- panloob na pagtutol ng pinagmulan;

ε – EMF ng pinagmulan.

Mga batas ni Kirchhoff:

2. ,

kung saan ang algebraic na kabuuan ng kasalukuyang mga lakas ay nagtatagpo sa isang node;

– algebraic na kabuuan ng mga pagbaba ng boltahe sa circuit;

– algebraic sum ng EMF sa circuit.

Paglaban ng konduktor:

saan R- pagtutol ng konduktor;

ρ - resistivity ng conductor;

l- haba ng konduktor;

S

conductivity ng konduktor:

saan G- kondaktibiti ng konduktor;

γ - kondaktibiti ng konduktor;

l- haba ng konduktor;

S– cross-sectional area ng konduktor.

Paglaban ng sistema ng konduktor:

a) na may serial connection:

a) sa parallel na koneksyon:

Kasalukuyang trabaho:

,

saan A- kasalukuyang trabaho;

U- Boltahe;

ako- kasalukuyang lakas;

R- paglaban;

t- oras.

Kasalukuyang kapangyarihan:

.

Batas ng Joule–Lenz

saan Q– ang dami ng init na inilabas.

Ang batas ng Ohm sa kaugalian na anyo:

j=γ E ,

saan j - kasalukuyang density;

γ - tiyak na kondaktibiti;

E- lakas ng electric field.

Relasyon sa pagitan ng magnetic induction at lakas ng magnetic field:

B=μμ 0 H ,

saan B – magnetic induction vector;

μ– magnetic permeability;

H- lakas ng magnetic field.

Batas ng Biot-Savart-Laplace:

,

saan d B – magnetic field induction na nilikha ng isang konduktor sa isang tiyak na punto;

μ – magnetic permeability;

μ 0 =4π·10 -7 H/m – magnetic constant;

ako- kasalukuyang lakas sa konduktor;

d l - elemento ng konduktor;

r– radius vector na iginuhit mula sa elemento d l konduktor sa punto kung saan tinutukoy ang magnetic field induction.

Kabuuang kasalukuyang batas para sa magnetic field (vector circulation theorem B):

,

saan n– bilang ng mga konduktor na may mga agos na sakop ng circuit L libreng anyo.

Magnetic induction sa gitna ng circular current:

saan R– radius ng circular turn.

Magnetic induction sa axis ng circular current:

,

saan h– ang distansya mula sa gitna ng coil hanggang sa punto kung saan tinutukoy ang magnetic induction.

Magnetic induction ng forward current field:

saan r 0 - distansya mula sa axis ng wire hanggang sa punto kung saan tinutukoy ang magnetic induction.

Magnetic induction ng solenoid field:

B=μμ 0 nI,

saan n– ang ratio ng bilang ng mga pagliko ng solenoid sa haba nito.

Kapangyarihan ng Ampere:

d F =ako,

saan d F – kapangyarihan ng ampere;

ako- kasalukuyang lakas sa konduktor;

d l - haba ng konduktor;

B- magnetic field induction.

Lorentz force:

F=q E +q[v B ],

saan F – Lorentz force;

q- singil ng butil;

E- lakas ng electric field;

v- bilis ng butil;

B- magnetic field induction.

Magnetic Flux:

a) sa kaso ng isang pare-parehong magnetic field at isang patag na ibabaw:

Φ=B n S,

saan Φ - magnetic flux;

Bn– projection ng magnetic induction vector papunta sa normal na vector;

S- contour area;

b) sa kaso ng hindi pare-parehong magnetic field at arbitrary projection:

Flux linkages (buong daloy) para sa toroid at solenoid:

saan Ψ - buong daloy;

N - bilang ng mga liko;

Φ – magnetic flux na tumatagos sa isang pagliko.

Loop Inductance:

Solenoid inductance:

L=μμ 0 n 2 V,

saan L- solenoid inductance;

μ – magnetic permeability;

μ 0 – magnetic constant;

n– ang ratio ng bilang ng mga liko sa haba nito;

V- dami ng solenoid.

Ang batas ni Faraday ng electromagnetic induction:

saan ε i– sapilitan emf;

– pagbabago sa kabuuang daloy sa bawat yunit ng oras.

Magtrabaho upang ilipat ang isang closed loop sa isang magnetic field:

A=IΔ Φ,

saan A– magtrabaho sa paglipat ng tabas;

ako– kasalukuyang lakas sa circuit;

Δ Φ – pagbabago sa magnetic flux na dumadaan sa circuit.

Self-induced emf:

Enerhiya ng magnetic field:

Densidad ng enerhiya ng volumetric magnetic field:

,

kung saan ang ω ay ang volumetric magnetic field na density ng enerhiya;

B- magnetic field induction;

H- lakas ng magnetic field;

μ – magnetic permeability;

μ 0 – magnetic constant.

3.2. Mga konsepto at kahulugan

? Ilista ang mga katangian ng electric charge.

1. Mayroong dalawang uri ng singil - positibo at negatibo.

2. Tulad ng mga singil ay nagtataboy, hindi katulad ng mga singil na umaakit.

3. Ang mga singil ay may katangian ng discreteness - lahat ay multiple ng pinakamaliit na elementarya.

4. Ang singil ay invariant, ang halaga nito ay hindi nakadepende sa reference system.

5. Ang singil ay additive - ang singil ng isang sistema ng mga katawan ay katumbas ng kabuuan ng mga singil ng lahat ng mga katawan ng sistema.

6. Ang kabuuang singil ng kuryente ng isang saradong sistema ay isang pare-parehong halaga

7. Ang isang nakatigil na singil ay isang mapagkukunan ng isang electric field, ang isang gumagalaw na singil ay isang mapagkukunan ng isang magnetic field.

? Bumuo ng batas ni Coulomb.

Ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang nakatigil na singil sa punto ay proporsyonal sa produkto ng mga magnitude ng mga singil at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila. Ang puwersa ay nakadirekta sa linya na nagkokonekta sa mga singil.

? Ano ang isang electric field? Lakas ng electric field? Bumuo ng prinsipyo ng superposition ng lakas ng electric field.

Ang electric field ay isang uri ng bagay na nauugnay sa mga singil sa kuryente at nagpapadala ng pagkilos ng isang singil sa isa pa. Ang tensyon ay isang puwersang katangian ng isang field na katumbas ng puwersang kumikilos sa isang unit positive charge na inilagay sa isang partikular na punto sa field. Ang prinsipyo ng superposisyon - ang lakas ng patlang na nilikha ng isang sistema ng mga singil sa punto ay katumbas ng kabuuan ng vector ng mga lakas ng patlang ng bawat singil.

? Ano ang tawag sa mga linya ng puwersa ng isang electrostatic field? Ilista ang mga katangian ng mga linya ng puwersa.

Ang isang linya na ang tangent sa bawat punto ay tumutugma sa direksyon ng field strength vector ay tinatawag na force line. Mga katangian ng mga linya ng puwersa - nagsisimula sila sa mga positibong singil, nagtatapos sa mga negatibong singil, hindi naaantala, at hindi nagsasalubong sa isa't isa.

? Ibigay ang kahulugan ng electric dipole. Dipole field.

Isang sistema ng dalawang pantay sa magnitude, magkasalungat sa sign point na mga electric charge, ang distansya sa pagitan ng kung saan ay maliit kumpara sa distansya sa mga punto kung saan ang pagkilos ng mga singil na ito ay sinusunod. Ang intensity vector ay may direksyon na kabaligtaran sa vector ng electric sandali ng dipole (na, sa turn, ay nakadirekta palayo mula sa negatibong singil patungo sa positibong singil).

? Ano ang electrostatic field potential? Bumuo ng prinsipyo ng potensyal na superposisyon.

Isang scalar quantity ayon sa bilang na katumbas ng ratio ng potensyal na enerhiya ng isang electric charge na inilagay sa isang partikular na punto sa field sa magnitude ng charge na ito. Ang prinsipyo ng superposisyon - ang potensyal ng isang sistema ng mga singil sa punto sa isang tiyak na punto sa espasyo ay katumbas ng algebraic na kabuuan ng mga potensyal na hiwalay na lilikha ng mga singil na ito sa parehong punto sa espasyo.

? Ano ang kaugnayan sa pagitan ng pag-igting at potensyal?

E=- (E ay ang lakas ng field sa isang partikular na punto sa field, ang j ay ang potensyal sa puntong ito.)

? Tukuyin ang konsepto ng "electric field strength vector flow". Estado ang electrostatic theorem ni Gauss.

Para sa isang di-makatwirang saradong ibabaw, ang pagkilos ng bagay ng vector ng pag-igting E electric field F E= . Teorama ni Gauss:

= (dito Qi– mga singil na sakop ng isang saradong ibabaw). Wasto para sa saradong ibabaw ng anumang hugis.

? Anong mga sangkap ang tinatawag na konduktor? Paano ipinamamahagi ang mga singil at electrostatic field sa isang konduktor? Ano ang electrostatic induction?

Ang mga konduktor ay mga sangkap kung saan ang mga libreng singil ay maaaring gumalaw sa maayos na paraan sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na larangan, ang mga singil ay muling ipinamahagi, na lumilikha ng kanilang sariling larangan, katumbas ng laki sa panlabas at itinuro nang kabaligtaran. Samakatuwid, ang nagresultang boltahe sa loob ng konduktor ay 0.

Ang electrostatic induction ay isang uri ng electrification kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electric field, ang muling pamamahagi ng mga singil ay nangyayari sa pagitan ng mga bahagi ng isang partikular na katawan.

? Ano ang kapasidad ng kuryente ng isang nag-iisang konduktor o kapasitor? Paano matukoy ang kapasidad ng isang flat capacitor, isang bangko ng mga capacitor na konektado sa serye o kahanay? Yunit ng pagsukat ng kapasidad ng kuryente.

Solitary guide: saan SA-kapasidad, q- singil, j - potensyal. Ang yunit ng pagsukat ay farad [F]. (1 F ay ang kapasidad ng isang konduktor na ang potensyal ay tumaas ng 1 V kapag ang singil na 1 C ay ibinibigay sa konduktor).

Kapasidad ng isang parallel plate capacitor. Serial na koneksyon: . Parallel na koneksyon: C kabuuang = C 1 +C 2 +…+S n

? Anong mga sangkap ang tinatawag na dielectrics? Anong mga uri ng dielectric ang alam mo? Ano ang polariseysyon ng dielectrics?

Ang mga dielectric ay mga sangkap kung saan, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, walang mga libreng singil sa kuryente. Mayroong polar, non-polar, at ferroelectric dielectrics. Ang polariseysyon ay ang proseso ng oryentasyon ng mga dipoles sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electric field.

? Ano ang isang electrical displacement vector? Bumuo ng postulate ni Maxwell.

Electrical displacement vector D nailalarawan ang electrostatic field na nilikha ng mga libreng singil (i.e. sa isang vacuum), ngunit may tulad na pamamahagi sa espasyo tulad ng pagkakaroon ng isang dielectric. Postulate ni Maxwell: . Pisikal na kahulugan - nagpapahayag ng batas ng paglikha ng mga electric field sa pamamagitan ng pagkilos ng mga singil sa arbitrary na media.

? Bumuo at ipaliwanag ang mga kundisyon ng hangganan para sa electrostatic field.

Kapag ang isang electric field ay dumaan sa interface sa pagitan ng dalawang dielectric media, ang intensity vector at displacement ay biglang nagbabago sa magnitude at direksyon. Ang mga ugnayang nagpapakilala sa mga pagbabagong ito ay tinatawag na mga kundisyon sa hangganan. Mayroong 4 sa kanila:

(3), (4)

? Paano tinutukoy ang enerhiya ng isang electrostatic field? Densidad ng enerhiya?

Enerhiya W= ( E- lakas ng field, e-dielectric constant, e 0 -electric constant, V- dami ng field), density ng enerhiya

? Tukuyin ang konsepto ng "electric current". Mga uri ng agos. Mga katangian ng electric current. Anong kondisyon ang kinakailangan para sa paglitaw at pag-iral nito?

Ang kasalukuyang ay ang iniutos na paggalaw ng mga sisingilin na particle. Mga uri - kasalukuyang pagpapadaloy, nakaayos na paggalaw ng mga libreng singil sa isang konduktor, kombeksyon - nangyayari kapag ang isang sisingilin na macroscopic na katawan ay gumagalaw sa kalawakan. Para sa paglitaw at pagkakaroon ng isang kasalukuyang, kinakailangan na magkaroon ng mga sisingilin na mga particle na may kakayahang gumalaw sa isang maayos na paraan, at ang pagkakaroon ng isang electric field, ang enerhiya na kung saan, na replenished, ay gugugol sa iniutos na paggalaw.

? Ibigay at ipaliwanag ang continuity equation. Bumuo ng kundisyon para sa kasalukuyang nakatigil sa integral at differential forms.

Continuity equation. Nagpapahayag ng batas ng konserbasyon ng singil sa differential form. Kondisyon para sa stationarity (constancy) ng kasalukuyang sa integral form: at differential - .

? Isulat ang batas ng Ohm sa integral at differential form.

Integral na anyo - ( ako-kasalukuyan, U- Boltahe, R-paglaban). Differential form - ( j - kasalukuyang density, g - electrical conductivity, E - lakas ng field sa konduktor).

? Ano ang mga puwersa sa labas? EMF?

Ang mga puwersa sa labas ay naghihiwalay ng mga singil sa positibo at negatibo. Ang EMF ay ang ratio ng gawain ng paglipat ng isang singil kasama ang buong closed circuit sa halaga nito

? Paano tinutukoy ang trabaho at kasalukuyang kapangyarihan?

Kapag naglilipat ng singil q sa pamamagitan ng isang de-koryenteng circuit sa mga dulo kung saan inilalapat ang boltahe U, ang trabaho ay ginagawa ng electric field, kasalukuyang kapangyarihan (t-time)

? Bumuo ng mga panuntunan ng Kirchhoff para sa mga branched chain. Anong mga batas sa konserbasyon ang kasama sa mga panuntunan ni Kirchhoff? Ilang independyenteng equation ang dapat gawin batay sa una at pangalawang batas ni Kirchhoff?

1. Ang algebraic na kabuuan ng mga alon na nagtatagpo sa isang node ay katumbas ng 0.

2. Sa anumang arbitraryong napiling closed circuit, ang algebraic na kabuuan ng mga pagbagsak ng boltahe ay katumbas ng algebraic na kabuuan ng mga emf na nagaganap sa circuit na ito. Ang unang tuntunin ni Kirchhoff ay sumusunod sa batas ng pagtitipid ng singil sa kuryente. Ang bilang ng mga equation sa kabuuan ay dapat na katumbas ng bilang ng mga nais na dami (ang sistema ng mga equation ay dapat isama ang lahat ng resistance at emf).

? Agos ng kuryente sa gas. Mga proseso ng ionization at recombination. Ang konsepto ng plasma.

Ang electric current sa mga gas ay ang direktang paggalaw ng mga libreng electron at ions. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga gas ay dielectrics at nagiging conductor pagkatapos ng ionization. Ang ionization ay ang proseso ng pagbuo ng mga ion sa pamamagitan ng paghihiwalay ng mga electron mula sa mga molekula ng gas. Nangyayari dahil sa pagkakalantad sa isang panlabas na ionizer - malakas na pag-init, X-ray o ultraviolet irradiation, pagbomba ng elektron. Ang recombination ay ang kabaligtaran na proseso ng ionization. Ang plasma ay isang ganap o bahagyang ionized na gas kung saan ang mga konsentrasyon ng positibo at negatibong mga singil ay pantay.

? Agos ng kuryente sa isang vacuum. Thermionic emission.

Ang mga kasalukuyang carrier sa isang vacuum ay mga electron na ibinubuga dahil sa paglabas mula sa ibabaw ng mga electrodes. Ang Thermionic emission ay ang paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng pinainit na mga metal.

? Ano ang alam mo tungkol sa phenomenon ng superconductivity?

Isang kababalaghan kung saan ang paglaban ng ilang purong metal (lata, tingga, aluminyo) ay bumaba sa zero sa mga temperaturang malapit sa absolute zero.

? Ano ang alam mo tungkol sa electrical resistance ng mga conductor? Ano ang resistivity, ang pag-asa nito sa temperatura, electrical conductivity? Ano ang alam mo tungkol sa serye at parallel na koneksyon ng mga konduktor. Ano ang shunt, karagdagang pagtutol?

Ang paglaban ay isang halaga na direktang proporsyonal sa haba ng konduktor l at inversely proportional sa lugar S konduktor cross-section: (r-resistivity). Ang kondaktibiti ay ang kapalit ng paglaban. Tukoy na pagtutol (paglaban ng isang konduktor na 1 m ang haba na may cross section na 1 m2). Ang partikular na pagtutol ay nakasalalay sa temperatura, narito ang koepisyent ng temperatura, R At R 0 , r at r 0 – resistances at resistivity sa t at 0 0 C. Parallel - , sunud-sunod R=R 1 +R 2 +…+Rn. Ang isang shunt resistor ay konektado sa parallel sa isang electrical measurement instrument upang ilihis ang bahagi ng electric current upang palawakin ang mga limitasyon sa pagsukat.

? Isang magnetic field. Anong mga mapagkukunan ang maaaring lumikha ng isang magnetic field?

Ang magnetic field ay isang espesyal na uri ng bagay kung saan nakikipag-ugnayan ang mga gumagalaw na singil sa kuryente. Ang dahilan para sa pagkakaroon ng pare-pareho ang magnetic field ay isang nakatigil na konduktor na may pare-parehong electric current, o permanenteng magnet.

? Bumuo ng batas ni Ampere. Paano nakikipag-ugnayan ang mga konduktor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang sa isang (kabaligtaran) na direksyon?

Ang isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang ay inaaksyunan ng isang puwersa ng Ampere na katumbas ng .

B - magnetic induction, ako- kasalukuyang nasa konduktor, D l– haba ng seksyon ng konduktor, a-anggulo sa pagitan ng magnetic induction at seksyon ng konduktor. Sa isang direksyon sila ay umaakit, sa kabaligtaran na direksyon sila ay nagtataboy.

? Tukuyin ang puwersa ng Ampere. Paano matukoy ang direksyon nito?

Ito ang puwersang kumikilos sa isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang inilagay sa isang magnetic field. Tinutukoy namin ang direksyon tulad ng sumusunod: inilalagay namin ang palad ng kaliwang kamay upang ang mga linya ng magnetic induction ay pumasok dito, at ang apat na pinalawak na mga daliri ay nakadirekta kasama ang kasalukuyang sa konduktor. Ang baluktot na hinlalaki ay magpapakita ng direksyon ng puwersa ng Ampere.

? Ipaliwanag ang paggalaw ng mga may charge na particle sa isang magnetic field. Ano ang puwersa ng Lorentz? Ano ang direksyon nito?

Ang isang gumagalaw na sisingilin na particle ay lumilikha ng sarili nitong magnetic field. Kung ito ay inilagay sa isang panlabas na magnetic field, kung gayon ang pakikipag-ugnayan ng mga patlang ay magpapakita mismo sa paglitaw ng isang puwersa na kumikilos sa particle mula sa panlabas na larangan - ang puwersa ng Lorentz. Ang direksyon ay ayon sa panuntunan sa kaliwang kamay. Para sa isang positibong singil - vector B pumapasok sa palad ng kaliwang kamay, apat na daliri ang nakadirekta kasama ang paggalaw ng positibong singil (velocity vector), ang nakatungo na hinlalaki ay nagpapakita ng direksyon ng puwersa ng Lorentz. Sa isang negatibong singil, ang parehong puwersa ay kumikilos sa kabaligtaran ng direksyon.

(q-singil, v-bilis, B- induction, a- anggulo sa pagitan ng direksyon ng bilis at magnetic induction).

? Isang frame na may kasalukuyang sa isang pare-parehong magnetic field. Paano tinutukoy ang magnetic moment?

Ang magnetic field ay may orienting na epekto sa kasalukuyang dala-dala na frame, na pinipihit ito sa isang tiyak na paraan. Ang metalikang kuwintas ay tinutukoy ng formula: M =p m x B , Saan p m- vector ng magnetic moment ng frame na may kasalukuyang, katumbas ng AY n (kasalukuyang bawat contour surface area, bawat unit na normal sa contour), B -magnetic induction vector, quantitative na katangian ng magnetic field.

? Ano ang magnetic induction vector? Paano matukoy ang direksyon nito? Paano graphically kinakatawan ang isang magnetic field?

Ang magnetic induction vector ay ang katangian ng puwersa ng magnetic field. Ang magnetic field ay malinaw na inilalarawan gamit ang mga linya ng puwersa. Sa bawat punto ng field, ang tangent sa field line ay tumutugma sa direksyon ng magnetic induction vector.

? Bumuo at ipaliwanag ang batas ng Biot–Savart–Laplace.

Ang batas ng Biot-Savart-Laplace ay nagpapahintulot sa iyo na kalkulahin para sa isang konduktor na may kasalukuyang ako magnetic field induction d B , nilikha sa isang arbitrary na punto sa field d l konduktor: (dito ang m 0 ay ang magnetic constant, ang m ay ang magnetic permeability ng medium). Ang direksyon ng induction vector ay tinutukoy ng panuntunan ng kanang tornilyo kung ang pagsasalin ng paggalaw ng tornilyo ay tumutugma sa direksyon ng kasalukuyang sa elemento.

? Sabihin ang prinsipyo ng superposisyon para sa isang magnetic field.

Ang prinsipyo ng superposition - ang magnetic induction ng nagresultang field na nilikha ng ilang mga alon o gumagalaw na singil ay katumbas ng vector sum ng magnetic induction ng mga idinagdag na field na nilikha ng bawat kasalukuyang o gumagalaw na singil nang hiwalay:

? Ipaliwanag ang mga pangunahing katangian ng magnetic field: magnetic flux, magnetic field circulation, magnetic induction.

Magnetic flux F sa pamamagitan ng anumang ibabaw S tinatawag na isang dami na katumbas ng produkto ng magnitude ng magnetic induction vector at ang lugar S at ang cosine ng anggulo a sa pagitan ng mga vectors B At n (panlabas na normal sa ibabaw). Ang sirkulasyon ng vector B sa isang ibinigay na closed contour ay tinatawag na integral ng form , kung saan d l - vector ng elementarya na haba ng tabas. Teorama ng sirkulasyon ng vector B : sirkulasyon ng vector B kasama ang isang arbitrary closed circuit ay katumbas ng produkto ng magnetic constant at ang algebraic sum ng mga alon na sakop ng circuit na ito. Ang magnetic induction vector ay ang katangian ng puwersa ng magnetic field. Ang magnetic field ay malinaw na inilalarawan gamit ang mga linya ng puwersa. Sa bawat punto ng field, ang tangent sa field line ay tumutugma sa direksyon ng magnetic induction vector.

? Isulat at magkomento sa kondisyon para sa magnetic field na maging solenoidal sa integral at differential forms.

Ang mga vector field kung saan walang pinagmumulan at lababo ay tinatawag na solenoidal. Kundisyon para sa solenoidal magnetic field sa integral form: at differential form:

? Magnetics. Mga uri ng magnet. Feromagnets at ang kanilang mga katangian. Ano ang hysteresis?

Ang isang sangkap ay magnetic kung ito ay may kakayahang makakuha ng isang magnetic moment (magnetization) sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field. Ang mga sangkap na na-magnet sa panlabas na magnetic field laban sa direksyon ng field ay tinatawag na diamagnetic substance. Ang dalawang klase na ito ay tinatawag na mahinang magnetic substance. Ang mga malakas na magnetic substance na na-magnet kahit na walang panlabas na magnetic field ay tinatawag na ferromagnets . Ang magnetic hysteresis ay ang pagkakaiba sa mga halaga ng magnetization ng isang ferromagnet sa parehong lakas ng magnetizing field H depende sa halaga ng preliminary magnetization. Ang graphical na dependence na ito ay tinatawag na hysteresis loop.

? Bumuo at ipaliwanag ang batas ng kabuuang kasalukuyang sa integral at differential forms (ang mga pangunahing antas ng magnetostatics sa matter).

? Ano ang electromagnetic induction? Bumuo at ipaliwanag ang pangunahing batas ng electromagnetic induction (batas ni Faraday). Sabihin ang panuntunan ni Lenz.

Ang kababalaghan ng paglitaw ng electromotive force (induction emf) sa isang conductor na matatagpuan sa isang alternating magnetic field o paglipat sa isang pare-pareho ang magnetic field ay tinatawag na electromagnetic induction. Batas ni Faraday: anuman ang dahilan ng pagbabago sa flux ng magnetic induction na sakop ng closed conducting loop, na nagmumula sa EMF loop

Ang minus sign ay tinutukoy ng panuntunan ni Lenz - ang sapilitan na kasalukuyang sa circuit ay palaging may direksyon na ang magnetic field na nilikha nito ay pumipigil sa pagbabago sa magnetic flux na naging sanhi ng sapilitan na kasalukuyang ito.

? Ano ang phenomenon ng self-induction? Ano ang inductance, mga yunit ng pagsukat? Agos kapag isinasara at binubuksan ang isang de-koryenteng circuit.

Ang paglitaw ng sapilitan emf sa isang conductive circuit sa ilalim ng impluwensya ng sarili nitong magnetic field kapag ito ay nagbabago, na nagreresulta mula sa isang pagbabago sa kasalukuyang lakas sa konduktor. Ang inductance ay isang proportionality coefficient depende sa hugis at sukat ng conductor o circuit, [H]. Alinsunod sa panuntunan ni Lenz, pinipigilan ng self-inductive emf na tumaas ang kasalukuyang kapag naka-on ang circuit at bumaba ang kasalukuyang kapag naka-off ang circuit. Samakatuwid, ang magnitude ng kasalukuyang ay hindi maaaring magbago kaagad (ang mekanikal na analogue ay inertia).

? Ang kababalaghan ng mutual induction. Mutual induction coefficient.

Kung ang dalawang nakatigil na circuit ay matatagpuan malapit sa isa't isa, kung gayon kapag ang kasalukuyang lakas sa isang circuit ay nagbabago, ang isang emf ay nangyayari sa kabilang circuit. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na mutual induction. Mga koepisyent ng proporsyonalidad L 21 at L 12 ay tinatawag na mutual inductance ng mga circuits, sila ay pantay.

? Isulat ang mga equation ni Maxwell sa integral form. Ipaliwanag ang kanilang pisikal na kahulugan.

; ;

; .

Mula sa teorya ni Maxwell ito ay sumusunod na ang mga electric at magnetic field ay hindi maaaring ituring na independiyente - isang pagbabago sa oras ng isa ay humahantong sa isang pagbabago sa isa pa.

? Enerhiya ng magnetic field. Densidad ng enerhiya ng magnetic field.

Enerhiya, L-inductance, ako- kasalukuyang lakas.

Densidad , SA- magnetic induction, N- lakas ng magnetic field, V-volume.

? Ang prinsipyo ng relativity sa electrodynamics

Ang mga pangkalahatang batas ng mga electromagnetic field ay inilalarawan ng mga equation ni Maxwell. Sa relativistic electrodynamics ito ay itinatag na ang relativistic invariance ng mga equation na ito ay nangyayari lamang sa ilalim ng kondisyon ng relativity ng electric at magnetic field, i.e. kapag ang mga katangian ng mga field na ito ay nakasalalay sa pagpili ng mga inertial reference system. Sa isang gumagalaw na sistema, ang electric field ay kapareho ng sa isang nakatigil na sistema, ngunit sa isang gumagalaw na sistema mayroong isang magnetic field, na wala sa isang nakatigil na sistema.

Oscillations at alon