Раздел физика электричество: Ошибка: 404 Категория не найдена

Содержание

ФИЗИКА

ФИЗИКА

Электродинаміка

Электрический ток



Теоритические

сведения
Электрический ток
— направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в полупроводниках – электроны и, так называемые, «дырки» («электронно-дырочная проводимость»). Также существует «ток смещения», протекание которого обусловлено процессом заряда емкости, т.е. изменением разности потенциалов между обкладками. Между обкладками никакого движения частиц не происходит, но ток через конденсатор протекает. В теории электрических цепей за ток принято считать направленное движение носителей заряда в проводящей среде под действием электрического поля.
Током проводимости (просто током) в теории электрических цепей называют количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника: i=q/t, где i — ток.
А; q = 1,6·109 — заряд электрона, Кл; t — время, с. Это выражение справедливо для цепей постоянного тока. Для цепей переменного тока применяют так называемое мгновенное значение тока, равное скорости изменения заряда во времени: i(t)= dq/dt. Электрический ток возникает тогда, когда на участке электрической цепи появляется электрическое поле, или разность потенциалов между двумя точками проводника. Разность потенциалов между двумя точками электрической цепи называют напряжением или падением напряжения на этом участке цепи.
Электрический ток и напряжение
Вместо термина «ток» («величина тока») часто применяется термин «сила тока». Однако последний нельзя назвать удачным, так как сила тока не есть какая-либо сила в буквальном смысле этого слова, а только интенсивность движения электрических зарядов в проводнике, количество электричества, проходящего за единицу времени через площадь поперечного сечения проводника. Ток характеризуется силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах (А), и плотностью тока, которая в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.
Один ампер соответствует перемещению через поперечное сечение проводника в течение одной секунды (с) заряда электричества величиной в один кулон (Кл): 1А = 1Кл / с.
В общем случае, обозначив ток буквой i, а заряд q, получим: i = dq / dt. Единица тока называется ампер (А). Ток в проводнике равен 1 А, если через поперечное сечение проводника за 1 сек проходит электрический заряд, равный 1 кулон.
Если вдоль проводника действует напряжение, то внутри проводника возникает электрическое поле. При напряженности поля Е на электроны с зарядом е действует сила f = Ее. Величины f и Е векторные. В течение времени свободного пробега электроны приобретают направленное движение наряду с хаотическим. Каждый электрон имеет отрицательный заряд и получает составляющую скорости, направленную противоположно вектору Е (рис. 1). Упорядоченное движение, характеризуемое некоторой средней скоростью электронов vcp, определяет протекание электрического тока.
Электроны могут иметь направленное движение и в разреженных газах. В электролитах и ионизированных газах протекание тока в основном обусловлено движением ионов. В соответствии с тем, что в электролитах положительно заряженные ионы движутся от положительного полюса к отрицательному, исторически направление тока было принято обратным направлению движения электронов.
За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительно заряженные частицы, т.е. направление, противоположное перемещению электронов. В теории электрических цепей за направление тока в пассивной цепи (вне источников энергии) взято направление движения положительно заряженных частиц от более высокого потенциала к более низкому. Такое направление было принято в самом начале развития электротехники и противоречит истинному направлению движения носителей заряда — электронов, движущихся в проводящих средах от минуса к плюсу.



Brovko.A
380970538370
[email protected]
2016

Читай, познавай, исследуй! Мир физики интересен и увлекателен, он приглашает всех любознательных в путешествие по страницам сайта «Физика в картинках».

Физика — Prof. A.N. Ogurtsov

Outline of Physics for Students — Физика для студентов

32 лекции, 16 практических занятий, 16 лабораторных работ

Разделы курса                                                                                          Скачать

Последняя редакция –  январь 2016 года.  

Разделы курса скомпонованы в виде восьми 32-страничных тетрадей.
  • Файлы типа «Буклет» следует сначала распечатать на 8 листах бумаги формата А4 (двухсторонняя печать), чтобы, согнув пополам, получить 32-страничные брошюры формата А5 (сначала распечатывать нечетные (
    Odd
    ) страницы, а на их обратной стороне – четные (Even) страницы).
  • Файлы типа «Разворот» (дисплейный вариант файлов) предназначены для чтения с монитора.
  • Файлы типа «Планшет» предназначены для чтения с экрана планшета или смартфона.

«Бумажный» вариант

  • Огурцов А.Н. Физика и биофизика : в 2-х ч. – Ч. 1 : Основы общей физики. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2016. – 538 с.    
    Download
       Читать   Скачать 
  • Огурцов А.Н. Физика и биофизика : в 2-х ч. – Ч. 2 : Основы биофизики. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2016. – 560 с.
   

PS 

Учебное пособие «Физика для студентов» в восьми частях было составлено в декабре 2000 года в виде конспекта лекций по курсу физики для студентов Харьковской Академии железнодорожного транспорта. Эти «Лекции по физике» в формате pdf-файлов были впервые выложены в сеть в 2002 году и с тех пор несколько раз редактировались с сохранением общей структуры восьми 32-страничных брошюр-буклетов, предназначенных для распечатки на принтере (файлы -bk). 

      По просьбе студентов в 2013 году «

Физика для студентов» была переформатирована для чтения с монитора (файлы -disp), а в 2016 году – для чтения с планшета или смартфона (файлы -pad). Кроме того, в редакции 2016 года большинство иллюстраций были переоформлены с использованием цветной векторной графики. 

      Конечно же, «Outline of Physics for Students» не может заменить учебник, но опыт последних десятилетий показал, что «Физика для студентов» всё ещё востребована в качестве «спасательного круга» при подготовке к экзаменам по курсу общей физики любой степени сложности.

Физика. Разделы физики — презентация онлайн

ФИЗИКА
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: СУВОРОВА МАРИНА
АЛЕКСАНДРОВНА
КАБИНЕТ: ПНИПУ 304 к. Б
ТЕЛЕФОН: 2-12-52-22
ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: [email protected]

2. ФИЗИКА – наука о законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания.

В русский язык слово «физика» было введено
Михаилом Васильевичем Ломоносовым, издавшим
первый в России учебник физики в 1746 году (перевод
учебника с немецкого языка).
Первым оригинальным учебником физики на русском
языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810),
написанный Петром Ивановичем Страховым.

3. РАЗДЕЛЫ ФИЗИКИ

• МЕХАНИКА
• МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И
ТЕРМОДИНАМИКА
• ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
• КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
• ОПТИКА
• ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА

4. МЕХАНИКА – раздел физики, который изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение

• КИНЕМАТИКА – изучает законы движение тел,
не рассматривая причин, которые это движение
обуславливают
• ДИНАМИКА – изучает законы движения тел и
причины, которые вызывают или изменяют это
движение
• СТАТИКА – изучает законы равновесия системы
тел

5. КИНЕМАТИКА ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

скорость векторная величина, единицы
измерения – м/с
перемещение векторная величина, единицы
измерения – м
ускорение векторная величина, единицы
измерения –
ускорение свободного падения g=9,8

6. Виды движения

• поступательное (все точки тела
движутся одинаково)и вращательное
• прямолинейное и криволинейное
(отличаются по виду траектории)
• равномерное и неравномерное
(отличаются по изменению скорости)
• Прямолинейное равномерное движение
уравнение движения:
• Прямолинейное неравномерное движение
(мгновенная скорость, средняя скорость)
• Равноускоренное движение по прямой
уравнение движения:
• Равноускоренное движение тела,
брошенного под углом к горизонту
это сложное криволинейное движение, которое можно
представить в виде суммы двух независимых движений —
равномерного прямолинейного движения в
горизонтальном направлении и свободного падения по
вертикали.

п
по горизонтали:
по вертикали:

9. ДИНАМИКА

Законы Ньютона:
1.
Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными,
относительно которых тело, когда на него не действуют никакие силы (или
действие сил взаимно уравновешены), находится в состоянии покоя или
равномерно прямолинейно движется.
2.
В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает тело с
постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех
приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе
3.
Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю,
противоположны по направлению и действуют вдоль одной прямой.

10. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

инерциальная система отсчета – система отсчета,
относительно которой тело, не подверженное воздействию других
тел, движется равномерно и прямолинейно
инертность тел – физическое свойство тела в отсутствие трения
оказывать сопротивление изменению его скорости
сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой
взаимодействия тела с другими телами, в результате которого
тело приобретает ускорение (или изменяет свою форму и
размеры) обозначение – F, единицы измерения ньютон (Н)
импульс – векторная величина, численно равная
произведению массы тела на его скорость и имеющая
направление скорости

11.

СИЛЫ • СИЛА УПРУГОСТИ – пропорциональна удлинению тела и направлена в
сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела
при деформации (закон Гука)
х – удлинение тела, R – жесткость пружины
• СИЛА ТРЕНИЯ – сила трения покоя
сила трения скольжения
сила трения качения
µ — коэффициент трения скольжения
µ — коэффициент трения качения
R – радиус тела
СИЛА ТЯЖЕСТИ – гравитационная сила, действующая на тело вблизи
поверхности Земли
g – ускорение свободного падения
всегда приложена к телу
ВЕС ТЕЛА – сила приложена к опоре или подвесу

12. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

гравитационная сила притяжения
материальных точек пропорциональна
произведению их масс и обратно
пропорциональна квадрату расстояния
между ними
G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2 — гравитационная постоянная
r – расстояние между телами
m – массы тел

13. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

в замкнутой системе геометрическая сумма
импульсов тел остается постоянной при
любых взаимодействиях тел этой системы
между собой
m – массы тел
— соответственно скорости тел до и после взаимодействия

14.

РАБОТА И ЭНЕРГИЯ Энергия – универсальная мера различных форм
движения и взаимодействия.
Работа силы – количественная характеристика
процесса обмена энергией между
взаимодействующими телами, единицы
измерения джоуль (Дж)
Мощность – физическая величина
характеризующая скорость совершения работы,
единицы измерения ватт (Вт)
Кинетическая энергия механической системы
– энергия механического движения этой
системы.
Кинетическая энергия определяется работой,
которую надо совершить, чтобы сообщить
телу данную скорость
Теорема о кинетической энергии: работа
равнодействующей сил, приложенных к
телу, равна изменению кинетической
энергии тела
Потенциальная энергия –
это энергия взаимодействия тел, либо частей
тела, между собой.
Она зависит от расстояния, на котором
находятся тела, и не зависит от их скорости.
Потенциальная энергия это скалярная величина,
имеющая числовое значение, но не имеющая
вектора направления
Потенциальная энергия тела, поднятого над
поверхностью земли на высоту h
Потенциальная энергия
упругодеформированного тела
• ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
СИСТЕМЫ – энергия механического
движения и взаимодействия (равна сумме
кинетической и потенциальной энергий)
• ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ПОЛНОЙ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ – полная
механическая энергия системы остается
неизменной при любых движениях тел
системы

18.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО – совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц — носителей эл ЭЛЕКТРИЧЕСТВО –
совокупность явлений, обусловленных существованием,
движением и взаимодействием заряженных тел или
частиц — носителей электрических зарядов
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ –
это явления, возникающие в результате
взаимодействия электрического тока и
магнитного поля

19. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

• ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ – наэлектризованные тела
создают вокруг себя особую субстанцию, через которую они
действуют на другие наэлектризованные тела
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД – это физическая скалярная
величина, определяющая способность тел быть источником
электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном
взаимодействии.
Электрический заряд делим, наименьшим отрицательным зарядом
обладает электрон
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК – это упорядоченное движение
свободных электрически заряженных частиц под действием
электрического поля.

20. Основные характеристики электрической цепи

• СИЛА ТОКА – скалярная физическая величина, определяемая
электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение
проводника за 1 с
•НАПРЯЖЕНИЕ – физическая величина, определяемая работой,
совершаемой электрическим полем при перемещении заряда
• СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА –
физическая
величина, характеризующая свойства проводника препятствовать
прохождению электрического тока

21. ЗАКОН ОМА

Сила тока в участке цепи прямо
пропорциональна напряжению на концах
этого проводника и обратно
пропорциональна его сопротивлению

22. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ

• ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
R1
R2
I=I1=I2
U=U1+U2
R=R1+R2
• ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
R1
R2
I=I1+I2
U=U1=U2
• РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
• МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
• ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТОКА (КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ)
ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА

24.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
•МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – силовое поле в пространстве,
окружающем токи и постоянные магниты, создается только
движущимися зарядами, т.е. ток – источник магнитного
поля. Изображают с помощью линий магнитной индукции.
•МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ – векторная величина,
характеризующая магнитное поле.
F – сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током
I – сила тока в проводнике
l – длина проводника
• ПРАВИЛО БУРАВЧИКА: определяет направление
линий магнитной индукции
если направление поступательного движения буравчика
совпадает с направлением тока в проводнике,
то направление вращения ручки буравчика совпадает
с направлением линий магнитного поля тока –
линиями магнитной индукции.
• ЗАКОН АМПЕРА: определяет силу Ампера, которая
действует на проводник с током, помещенный в
магнитное поле
направление силы Ампера определяется правилом левой руки:
вектор магнитной индукции входит в ладонь,
четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока,
то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера
• ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ –
физическое явление, заключающееся в возникновении
электрического тока в замкнутом контуре при изменении
потока магнитной индукции через поверхность,
ограниченную этим контуром.
Явление электромагнитной индукции было открыто
Майклом Фарадеем в 1831 году:
всякое изменение со временем магнитное поле приводит к
возникновению переменного электрического поля, а всякое
изменение со временем электрическое поле порождает переменное
магнитное поле, эти порождающие друг друга переменные
электрическое и магнитное поля образуют единое
электромагнитное поле

27. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА – раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений, которые ос

МОЛЕКУЛЯРНАЯ
ФИЗИКА –
раздел физики, изучающий строение и свойства вещества
исходя из молекулярно-кинетических представлений,
которые основываются на том, что все тела состоят из
молекул, находящихся в непрерывном движении
ТЕРМОДИНАМИКА –
раздел физики, изучающий наиболее общие свойства
макроскопических систем и способы передачи и
превращения энергии в таких системах

28. МКТ молекулярно-кинетическая теория

• ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МКТ
1. ВСЕ ТЕЛА СОСТОЯТ ИЗ ЧАСТИЦ,
РАЗДЕЛЕННЫХ ПРОМЕЖУТКАМИ
2. ЧАСТИЦЫ НЕПРЕРЫВНО ХАОТИЧЕСКИ
ДВИЖУТСЯ
3. ЧАСТИЦЫ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ С ДРУГ
ДРУГОМ: ПРИТЯГИВАЮТСЯ И
ОТТАЛКИВАЮТСЯ (СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ИМЕЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРИРОДУ)
• ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
равновесная замкнутая система – если внешние
условия остаются неизменными, то с течением
времени система переходит в равновесное состояние,
в котором прекращаются все макроскопические
процессы
идеальный газ – это модель газа, объемы молекул
пренебрежимо малы , силы взаимодействия
отсутствуют
молекула и ее характеристики: m, V, М
параметры равновесной замкнутой системы,
совокупность физических величин, характеризующих
свойства системы: давление Р, объём V, температура Т,
масса m, молярная масса вещества M

30. Закон (сила) Архимеда

Закон (Сила) Архимеда: На тело, погруженное в жидкость,
действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной
жидкости: FA=ρgV
ρ – плотность тела, g – ускорение свободного падения, V – объем погруженной части тела
В состоянии покоя вес тела P0=mg при погружении в жидкость вес изменится и
станет равным: Р=Р0- FA= mg- ρgV

31.

Закон Паскаля для жидкости давление на поверхность жидкости, произведенное
внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех
направлениях — его иногда называют основным законом
гидростатики.
Гидростатическое давление внутри жидкости на любой
глубине не зависит от формы сосуда, в котором находится
жидкость, и равно произведению плотности жидкости,
ускорения свободного падения и глубины, на которой
определяется давление:
В однородной покоящейся жидкости давления в точках, лежащих в одной
горизонтальной плоскости (на одном уровне), одинаковы. Во всех случаях, приведенных на
рисунке, давление жидкости на дно сосудов одинаково
На рисунке показано: независимость
гидростатического давления от формы сосуда
• ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1. ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА:
ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОЙ
ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА ЕГО
ОБЪЕМ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ
2. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА:
ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОМ
ДАВЛЕНИИ ОТНОШЕНИЕ ОБЪЕМА ГАЗА НА ЕЁ
ТЕМПЕРАТУРУ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ
3. ЗАКОН ШАРЛЯ:
ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ
ОТНОШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА ЕЁ ТЕМПЕРАТУРУ ЕСТЬ
ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ
1. ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА:
рV=const при T=const
p
T2
T1
V
изотерма – график зависимости между параметрами
состояния газа при постоянной температуре
2. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА:
=const при p=const
V
p2
p1
Т
изобара – график зависимости между параметрами
состояния газа при постоянном давлении
3. ЗАКОН ШАРЛЯ:
=const при V=const
p
V2
V1
T
изохора – график зависимости между параметрами
состояния газа при постоянном объеме газа

36. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

R – молярная газовая постоянная
m – масса вещества
М – молярная масса
• ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ
1. броуновское движение — беспорядочное
движение микроскопических видимых, взвешенных в
жидкости или газе частиц твердого вещества,
вызываемое тепловым движением частиц жидкости
или газа
2. диффузия — процесс взаимного проникновения
молекул или атомов одного вещества между
молекулами или атомами другого, приводящий к
самопроизвольному выравниванию их
концентраций по всему занимаемому объёму
3. давление газа на стенки сосуда
4. стремление газа занять любой объем

38. ТЕРМОДИНАМИКА

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ: теплота,
сообщаемая системе, расходуется на изменение ее
внутренней энергии и на совершение ею работы против
внешних сил
А = рΔV
При изотермическом процессе, изменения температуры газа не
происходит, следовательно, не происходит и изменения внутренней
энергии. В процессе изотермического расширения количество теплоты,
которую получает газ, превращается в работу над внешними объектами.
Q=А
При изобарном расширении, тепло газом поглощается, и он совершает
работу положительную. При изобарном сжатии, температура газа
уменьшается, тепло отдается внешним объектам, внутренняя энергия при
этом убывает Q= ΔU + А
При изохорном процессе газ работу не совершает. Значит Q=ΔU (тепло
будет поглощаться газом и будет увеличиваться его внутренняя энергия).
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ физический
принцип, накладывающий ограничение на
направление процессов (однонаправленность),
которые могут происходить в термодинамических
системах.
Второе начало термодинамики запрещает так
называемые вечные двигатели, показывая, что
коэффициент полезного действия не может равняться
единице.
КОЛЕБАНИЯ–
движения или процессы, которые характеризуются определенной
повторяемостью во времени.
величины характеризующие колебательное движение:
амплитуда, период колебания Т, частота колебаний
, единицы измерения Гц
ВОЛНЫ –
процесс распространения колебаний в сплошной среде (непрерывно
распределенной в пространстве и обладающей упругими
свойствами).
свойства — переносят энергию
вид волн: продольные – вдоль направления распространения волны,
поперечные – перпендикулярно направлению распространения волны
величины характеризующие волну : длина волны – расстояние между
ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах λ=υT,
период, частота

41.

ОПТИКА – учение о свете. Свет – поперечная электромагнитная волна. с – скорость света в вакууме, c=3·108м/с n – абсолютный показатель преломл ОПТИКА –
учение о свете.
Свет – поперечная электромагнитная волна.
с – скорость света в вакууме,
c=3·108м/с
n – абсолютный показатель преломления вещества

42. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Закон отражения света
падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела сред в точке
падения луча лежат в одной плоскости.
угол падения равен углу отражения
Закон преломления света
падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела сред в
точке падения луча лежат в одной плоскости
в зависимости от того, из какой среды в какую переходит луч, угол
преломления может быть меньше или больше угла падения.
Линзы – прозрачное тело, ограниченное с двух сторон преломляющими
сферическими поверхностями.
Фокус (F) — точка, в которой собираются лучи после преломления, их два ( по обе
стороны от линзы), фокусное расстояние – это расстояние от центра линзы до
фокуса
Оптическая сила (D) – величина обратная фокусному расстоянию (диоптрия)
а) выпуклая (собирающая) линза
б) вогнутая (рассеивающая) линза,
мнимый фокус,
отрицательная оптическая сила
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА — наложение
волн, при котором происходит их взаимное усиление
в одних точках пространства (светлые пятна)
и ослабление – в других (темные пятна).
Только для когерентных волн –
одинаковая частота, разность фаз неизменна.
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА — прежде всего явления,
наблюдаемые при прохождении волн мимо края препятствия, связанные
с отклонением волн от прямолинейного распространения
при взаимодействии с препятствием. Особенно отчетливо проявляется
в тех случаях, когда длина волны сопоставима с размерами препятствий,
а длина световой волны очень мала.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА — одно из фундаментальных свойств
электромагнитного излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости,
перпендикулярной световому лучу (поперечно направлению распространения световой волны) —
явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля E или
напряженности магнитного поля H
Естественный свет – всевозможными равновероятными
ориентациями Е (напряженность электрического поля) и
Н (напряженность магнитного поля)
Поляризованный свет – направления колебаний
светового вектора каким-то образом упорядочены

44.

ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА • почти вся масса атома и весь положительный заряд
сосредоточен в ядре
• планетарная модель атома Резерфорда: электроны движутся
вокруг ядра под действием кулоновских сил
• постулаты Бора:
1. атом может находится только в определенных стационарных
состояниях, каждому из которых соответствует определенная
энергия, в таком состоянии атом не излучает.
2. излучение света происходит при переходе атома из одного
стационарного состояния в другое, энергия излучения равна
разности энергий стационарных состоянии, частота излучения:
h – постоянная Планка
m, n – номера стационарных состояний
• ядро атома состоит из протонов и нейтронов (нуклонов)
• между нуклонами действуют ядерные силы: силы притяжения,
короткодействующие силы
• радиоактивность – способность некоторых атомных ядер
самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием
различных видов радиоактивных излучений и элементарных
частиц
• три типа радиоактивного излучения:
1. α-излучение: отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой
ионизирующей способностью и малой проникающей способностью, представляет собой поток
атомов гелия Не.
2. β-излучение: отклоняется электрическим и магнитным полями,
его ионизирующая способность значительно меньше,
а проникающая способность гораздо больше, чем у α-частиц,
представляет собой поток электронов.
3. γ-излучение : не отклоняется электрическим и магнитным полями,
обладает относительно слабой ионизирующей способностью и
очень большой проникающей способностью, представляет собой
коротковолновое электромагнитное излучение с очень маленькой длиной волны – поток
фотонов, скорость распространения равна скорости света.

Темы исследовательских работ по физике (электричество)

В данном списке тем собраны наиболее интересные темы исследовательских работ по физике на изучение и исследование электрического тока, статического электричества, солнечной и ветровой энергетики, свойств полупроводников, гальванических элементов, электроламп и т. п.


Представленные ниже темы исследовательских работ на электричество можно сужать, расширять или корректировать в зависимости от сложности рассматриваемой проблемы, предполагаемой объемности проекта, решаемых задач в процессе исследовательской работы.

Рассмотрим ниже темы проектов по физике на электричество и постараемся выбрать наиболее интересную для исследования тему. Так, выбор может основываться на увлечениях ребенка, тяге к определённой области знаний физики и по личным рекомендациям учителя (руководителя).

Представленные темы исследовательских работ и проектов на электричество рекомендуются учащимся, увлекающимся изучением данного раздела физики, исследованиями в области получения, использования и применения электрического тока.

Темы исследовательских проектов по физике на электричество


Актуальные проблемы потребления электроэнергии в нашей школе.
Альтернативные источники электроэнергетики
Альтернативные источники энергии. Ветровые станции
Асимметричный выпрямитель
Асинхронный двигатель (трёхфазный) переменного тока.
Атомные электростанции
Б.С. Якоби – немецкий и русский физик-электротехник.
Беспроводная передача электричества
Беспроводная система передачи электрического тока
Будущее за светодиодами
Влияние блуждающего тока на коррозию металла
Влияние электрического поля на всхожесть и рост моркови
Воздействие электрического тока на растительные клетки
Возобновляемые источники энергии
Волшебная палочка, или Опыт со статическим электричеством.
Выпрямление переменного тока
Гальванический элемент
Гальванический элемент Калло
Где живет электричество?
Генератор колебаний звуковой частоты на транзисторах.
Гроза и молния
Движение макротел в высоковольтных полях
Двухкаскадный радиопередатчик
Жизнь Теслы
Зависимость сопротивления проводников от температуры.
Загадки шаровой молнии
Закон Ома и его практическое применение
Из истории изучения электрических явлений
Изготовление прибора для изучения электропроводности растворов веществ.
Измерение сопротивления и удельного сопротивления резистора с наибольшей точностью.
Измерение удельного сопротивления раствора питьевой соды.
Изобретение радио А.С. Поповым
Изучение магнитного поля тока
Изучение МГД-эффекта в электролитах
Изучение электрических явлений с помощью моделей генератора Ван де Граафа и трансформатора Тесла.
Изучение электропроводности различных жидкостей
Изучение электроснабжения квартиры
Индикатор полярности источника постоянного тока
Использование электроприборов в быту и расчет стоимости потребления электроэнергии.
Исследование гальванического эффекта
Исследование физических и потребительских свойств электроламп.
Исследование электропроводности воды и водных растворов
Исследование электропроводности снега
История изобретения и развития электрического освещения.
История создания электричества.

Источники тока


Источник тока — батарейка
Источники электрического тока
Источники электропитания для электронных устройств
Как сохранить электроэнергию в быту?
Какие вещества проводят электрический ток?
Картофель как источник электрической энергии
Лампы накаливания и светодиоды
Луиджи Гальвани
Магнетизм и электричество
Необычные источники энергии — «вкусные» батарейки
Нетрадиционные источники энергии
Никола Тесла
Никола Тесла и загадка тунгусского метеорита
Определение количества нитратов в пище
Определение ЭДС источника тока с помощью двух вольтметров.
Опытный образец солнечной батареи из устаревших кремниевых транзисторов и диодов.
Опыты по изучению влияния электрического поля на всхожесть семян и урожай растений.
Оценка суточных энергетических затрат учащихся моего класса.
Передача энергии беспроводным способом
Поиск альтернативных источников энергии
Полезные энергосберегающие привычки.
Полупроводники
Получение гальванического элемента в лабораторных условиях.
Практические применения магнетизма
Практическое использование нетрадиционных источников электрической энергии.
Применение катушки Тесла
Применение целебного электричества в медицине.
Применение электролиза
Природа молнии
Природа статического электричества и его применение.
Природное электричество
Проводимость полупроводников
Путь в неизведанное: электричество.
Пьезоэлектрический эффект
Раскаленная стрела дуб свалила у села.
Расчет электроснабжения квартиры
Роль статического электричества в живой природе
Ручная динамо-машина — современная малая энергетика.
Современная ветроэнергетическая установка — энергетика будущего.
Создание и изучение принципа работы электродного нагревательного элемента.
Создание модели экологически чистого источника энергии
Солнечная батарея — энергия из кладовых Солнца.
Солнечная энергетика и солнечные батареи
Солнечная энергия. Реальность и фантастика.
Солнечно-ветровая электростанция.

Солнечные батареи.
Сравнение характеристик бытовых люминесцентных ламп и ламп накаливания.
Статическое электричество
Статическое электричество в нашей жизни
Термоэлектрические источники тока для освоения планет
Транзисторный преобразователь напряжения
Трёхфазная система
Умный светильник
Шаровая молния: миф или реальность?
Электризация тел трением
Электрический сигнализатор уровня жидкости
Электрический ток в полупроводниках
Электрическое поле. Спектры электрических полей
Электричество в живой природе
Электричество в жизни растений
Электродвигатель постоянного тока
Электролиз и его применение в промышленности.
Электромагнетизм. Явление самоиндукции
Электромагнитная двигательная система
Электромагнитное поле и здоровье человека.
Электромагнитные волны в нашей жизни.
Электромагнитные явления
Электромагнитный СМОГ
Электропроводность веществ.
Электроскоп
Электростанции. Какую электростанцию выбрать для родного поселка?
Электростатика
Электроэнергетика
Энергосберегающие лампы в жизни человека.
Энергосберегающие лампы и их практическое применение.
Энергосбережение в быту
Энергосбережение для всех и каждого.
Перейти к разделам:
Проекты по предмету физика
Темы исследовательских работ по физике
Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

электричество | Определение, факты и типы

Электростатика — это изучение электромагнитных явлений, происходящих при отсутствии движущихся зарядов, т. е. после установления статического равновесия. Заряды быстро достигают своего положения равновесия, потому что электрическая сила чрезвычайно велика. Математические методы электростатики позволяют рассчитывать распределения электрического поля и электрического потенциала по известной конфигурации зарядов, проводников и изоляторов.И наоборот, по набору проводников с известными потенциалами можно рассчитать электрические поля в областях между проводниками и определить распределение заряда на поверхности проводников. Электрическую энергию набора зарядов в состоянии покоя можно рассматривать с точки зрения работы, необходимой для сборки зарядов; в качестве альтернативы можно также считать, что энергия находится в электрическом поле, создаваемом этим набором зарядов. Наконец, энергию можно хранить в конденсаторе; энергия, необходимая для зарядки такого устройства, запасается в нем в виде электростатической энергии электрического поля.

Изучить, что происходит с электронами двух нейтральных объектов, потертых друг о друга в сухой среде.

Объяснение статического электричества и его проявлений в повседневной жизни.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Статическое электричество — это известное электрическое явление, при котором заряженные частицы передаются от одного тела к другому. Например, если два предмета потереть друг о друга, особенно если эти предметы являются изоляторами, а окружающий воздух сухой, предметы приобретают равные и противоположные заряды, и между ними возникает сила притяжения.Объект, потерявший электроны, становится положительно заряженным, а другой — отрицательно заряженным. Сила — это просто притяжение между зарядами противоположного знака. Свойства этой силы были описаны выше; они включены в математическое соотношение, известное как закон Кулона. Электрическая сила на заряде Q 1 в этих условиях, обусловленная зарядом Q 2 на расстоянии r , определяется законом Кулона,

Жирные буквы в уравнении обозначают вектор природа силы, а единичный вектор — это вектор размера 1, который указывает от заряда Q 2 до заряда Q 1 .Константа пропорциональности k равна 10 −7 c 2 , где c — скорость света в вакууме; k имеет числовое значение 8,99 × 10 9 ньютонов-квадратный метр на кулон в квадрате (Nm 2 /C 2 ). На рисунке 1 показано усилие на Q 1 из-за Q 2 . Числовой пример поможет проиллюстрировать эту силу. Оба Q 1 и Q 2 выбраны произвольно как положительные заряды, каждый с величиной 10 -6 кулонов.Заряд Q 1 расположен по координатам x , y , z со значениями 0,03, 0, 0 соответственно, а Q 2 2 0 имеет координаты все .0,0,0140. координаты даны в метрах. Таким образом, расстояние между Q 1 и Q 2 составляет 0,05 метра.

Величина силы F на заряде Q 1 , рассчитанная по уравнению (1), равна 3.6 ньютонов; его направление показано на рис. 1. Сила, действующая на Q 2 со стороны Q 1 , равна − F , которая также имеет величину 3,6 ньютона; однако его направление противоположно направлению F . Сила F может быть выражена через ее составляющие по осям х и у , так как вектор силы лежит в плоскости х у . Это делается с помощью элементарной тригонометрии из геометрии рисунка 1, а результаты показаны на рисунке 2.Таким образом, в ньютонах. Закон Кулона математически описывает свойства электрического взаимодействия между покоящимися зарядами. Если бы заряды имели противоположные знаки, сила была бы притягивающей; притяжение будет указано в уравнении (1) отрицательным коэффициентом единичного вектора r̂. Таким образом, электрическая сила, действующая на Q 1 , будет иметь направление, противоположное единичному вектору , и будет указывать от Q 1 до 4 Q .В декартовых координатах это привело бы к изменению знаков обеих составляющих силы x и y в уравнении (2).

компоненты кулоновской силы

Рис. 2: Компоненты x и y силы F на рис. 4 (см. текст).

Предоставлено Департаментом физики и астрономии Мичиганского государственного университета

Как можно понять эту электрическую силу, действующую на Q 1 ? В основном сила обусловлена ​​наличием электрического поля в положении Q 1 .Поле обусловлено вторым зарядом Q 2 и имеет величину, пропорциональную размеру Q 2 . При взаимодействии с этим полем первый заряд, находящийся на некотором расстоянии, либо притягивается, либо отталкивается от второго заряда в зависимости от знака первого заряда.

Фейт Эльзер — профессор физики Корнельского университета — Физика 2217: Электричество и магнетизм

Этот барельеф с изображением Майкла Фарадея можно найти на здании Корнелла.Знаете какой?


Объявления

  • (8/20) Прочтите эту важную информацию, чтобы убедиться, что вы зачислены на правильный курс!
  • (8/20) Первое домашнее задание (опубликовано ниже) представляет собой упражнение по многомерному исчислению, и его можно выполнить, не просматривая/не читая лекций. Если вам трудно выполнять это задание, подумайте о переходе на 2213.
  • (8/20) Часы работы — лучшая возможность увидеть решения домашних заданий.Заполните этот опрос, чтобы выбрать время, подходящее вашему расписанию.
  • (8/25) Это официальный сайт курса. Мы не используем Canvas.
  • (8/29) Исправление к предыдущему объявлению: в лабораториях будет использоваться Canvas.
  • (8/29) Шестеро из вас еще не ответили на вопрос о рабочем времени. Судя по полученным ответам, офис будет работать по понедельникам с 3:35 до 4:25. Только если это время вам не подходит или если вы не заполнили первый опрос, обязательно заполните этот опрос во второй запланированный рабочий день .
  • (8/30) В понедельник, с 3:35 до 4:25, рабочее время будет по адресу Clark 294A.
  • (8/31) Вы думали о вступлении в CURB? Крайний срок подачи заявок – 12 сентября.
  • (9/2) В информации о персонале теперь можно найти все запланированные часы работы.
  • (9/4) В решениях домашних заданий не забывайте объяснять/аргументировать словами свои шаги . Последовательности математических подстановок, начиная с общей формулы и заканчивая «решением», могут быть достаточными для 2213, но не для этого курса.Для тех из вас, кто приводил причины в задании 1 (в котором было мало замен/выводов для цели), продолжайте в том же духе в задании 2! Остальные из вас должны прочитать опубликованные решения, чтобы увидеть, что ожидается (хотя, возможно, не так подробно).
  • (9/5) В понедельник лекции не будет! Проведите день, изучая теорему о рабочей энергии и электрической потенциальной энергии.
  • (9/8) В эту пятницу (9/10) День моды COVID ! Наденьте на лекцию свою любимую одежду или маску на тему пандемии.
  • (9/9) Приемные часы Вейта Эльзера будут проводиться в PSB 426, если количество посещающих студентов не превышает три . В этом случае мы переходим к Кларку 294 (A или H). В любом случае, Кларк 294 доступен как учебный зал 2217.
  • (12 сентября) Файт Эльзер сожалеет, что ему пришлось пропустить вторую половину рабочего дня 13 сентября из-за коллоквиума по физике.
  • (9/15) Задание 3 было пересмотрено, чтобы включить наивный подход к суммированию членов электростатической энергии.Более разумный подход, организованный «молекулами», имеет те же термины, что и наивный подход, но сгруппирован по-другому.
  • (17 сентября) Программа наставничества AEP
  • (30 сентября) Первый предварительный экзамен состоится 14 октября. Пробных экзаменов нет. Экзамен проверит ваше понимание и не столько ваши способности к математике; любые вычисления будут короткими. Вот список, который поможет вам подготовиться.
  • (3 октября) Журнальный клуб старшекурсников AEP
  • (17.10) Вот решения задачи 1 прелим.Другие проблемы будут обсуждаться в разделе , и все из вас должны воспользоваться этим. Прелимы будут возвращены 19.10 в раздел.
  • (18.10) Вот ваши предварительные результаты 1.
  • (10/22) В идеале вы должны начать домашнюю работу пораньше, а не в четверг до срока . Это особенно важно для текущего задания.
  • (10/24) Существует аналог загадочного эффекта поворота кадра при комбинировании неколлинеарных бустов (лекция 26), который просто включает повороты и его легче понять.Вот несколько заметок, если вам интересно. Этот тонкий момент специальной теории относительности не будет освещен в домашних заданиях или на экзаменах. Нам нужен был результат, чтобы проработать один случай движения заряда вблизи провода с током.
  • (1 ноября) Воспользуйтесь этой ссылкой Zoom, чтобы узнать о часах работы Veit Elser 1 ноября, с 3:30 до 4:30.
  • (11/8) Вот приглашение Zoom на сегодняшнее рабочее время, 3:30-4:30
  • (11.11) Veit Elser возобновляет обычные часы работы с личным присутствием, начиная с 11.11.
  • (13.11) Во второй половине дня в четверг у вас будет возможность проверить ответы на домашнюю работу или попросить совета по некоторым более сложным частям. Они не предназначены для того, чтобы вы начали с чистого листа при выполнении задания на следующий день . До сих пор преподавательский состав проявлял замечательную сдержанность в выявлении такого поведения. Давайте не будем испытывать их терпение в будущем.
  • (12/3) Окончательное домашнее задание нужно сдать в следующую среду в кабинете физики . Две задачи включают в себя только короткие расчеты и помогут вам просмотреть основные понятия, которые будут рассмотрены на выпускном экзамене.
  • (12/4) Хотя выпускной экзамен в основном охватывает материал, начиная со второго предварительного экзамена, здесь приведены решения для этого предварительного экзамена (используются для оценивания, , а не , предназначенные для изучения).
  • (12/4) Намитха будет работать в обычном режиме в четверг перед финалом.
  • (12/6) Панорамное фото «Дорога к уравнениям Максвелла» с последней лекции.
  • (17.12) Решения для выпускных экзаменов.
  • (17.12) Хорошего отдыха и берегите себя!

Информация о курсе

  • предпосылки (не подлежат обсуждению): механика для первокурсников, специальная теория относительности (или зачисленная в 2216), многомерное исчисление
  • два предварительных и один выпускной экзамен
  • одно домашнее задание почти каждую неделю
  • класс: домашнее задание 40%, итоговое 20%, предварительные 2 х 15%, лабораторные работы 10%
  • рекомендуемый текст: E&M by E.М. Перселл и Д. Дж. Морин
  • лекций, домашних заданий и экзаменов будут основаны на конспектах лекций, размещенных ниже

Учебный план


Лекции

  • лекций следуют за размещенными заметками ниже
  • по возможности прочитать конспекты лекций до даты лекции
  • в классе будут демонстрации, не описанные в примечаниях
  • , чтобы оставаться вовлеченным во время лекции, вам настоятельно рекомендуется  , а не , чтобы делать конспекты лекций
  • даты и количество лекций (!) являются предварительными и могут быть пересмотрены
  1. 8/27 Закон Кулона
  2. 8/30 электрическая энергия, электрическое поле
  3. 9/1 плотность электрической энергии, дипольное поле
  4. Электрический поток 9/3, закон Гаусса для сферической поверхности
  5. Закон Гаусса 9/8 для общей поверхности
  6. 9/10 Лоренц-инвариантность заряда, закон Гаусса с симметрией
  7.  теорема о расходимости 13 сентября 
  8. Дифференциальный закон Гаусса 9/15, дельта-функции, электрический потенциал
  9. 9/17 электрические блоки, проводники, поверхностная плотность заряда
  10. 9/20a Уравнения Пуассона и Лапласа, численные решения, острые кончики
  11. 9/20b Уникальность решения Лапласа
  12. 22 сентября бесплатно, скорость дрейфа, ток, закон Ома
  13. Дифференциальное сохранение заряда 9/24, заряды в металлах
  14. Время столкновения 27 сентября, модель скорости дрейфа
  15. 9/29 мощность в цепях, свинцово-кислотная батарея, внутреннее сопротивление
  16. 10/1 Законы Кирхгофа
  17. 10/4 интегральные формы электрической энергии
  18. 10/6 конденсаторы и емкость
  19. Зависимая от времени схема 10/8: зарядка конденсатора
  20. Суперконденсатор 10/13, подвижные рамки
  21. 10/15a Преобразование Лоренца электрического поля
  22. 10/15b Преобразование Лоренца электрического поля точечного заряда
  23. 18.10 внезапное ускорение и радиационные поля 
  24. 10/20 Преобразование силы Лоренца, релятивистский закон силы
  25. 10/22 происхождение магнитной силы, коллинеарное относительное движение 
  26. 10/25 поперечное относительное движение (два вида), общий закон силы Лоренца
  27. 10/27 сила между токами в проводах
  28. 29.10 Закон Ампера
  29. 11/1 дифференциальный закон Ампера, «магнитный закон Гаусса» и «наивный закон Фарадея»
  30. 11/3 Закон Ампера с симметрией, векторный потенциал
  31. 11/5 Формула Био-Савара
  32. 11/8 Эффект Холла, магнитный момент
  33. 11/10 общий закон преобразования Лоренца для полей
  34. 12 ноября фиксация закона Ампера (нет источников) 
  35. 15 ноября – исправление закона Фарадея (без источников), преобразование производных 
  36. 17/11 Лоренц-инвариантность уравнений Максвелла
  37. 19/11 восстановление источников к уравнениям Максвелла
  38. 22.11.Физика по закону Ленца
  39. Катушки индуктивности и индуктивности 11/29 
  40. LC-схема 12/1, вектор Пойнтинга
  41. Электромагнитные волны 12/3
  42. Итоги 6 декабря

Mathematica компьютерные демонстрации

Домашнее задание (принести на лекцию в указанную дату)

  • решение с обратным распространением 9/3
  • плотность электроэнергии 9/10 раствор
  • энергия кристалла, сфера-мир 9/17 раствор
  • электрическое поле внутри атома, точечный заряд в однородном поле 9/24 раствор
  • Повторный взгляд на интеграл плотности электрической энергии, точечный заряд вблизи проводника Решение 10/1
  • сопротивление между концентрическими цилиндрами, составной резистор 10/8 решение
  • бесконечная сетка конденсаторов, мощность в RC цепи 10/22 решение
  • электрическое поле колеблющегося заряда, движение заряда в однородном электрическом поле 10/29 решение
  • магнитная сила от цилиндрического тока, факты векторного исчисления 11/12 решение
  • практика преобразования поля, магнитные диполи 11/9 решение
  • Лоренц-инвариантность двух уравнений Максвелла с источниками, баланс мощности с магнитным моментом 12/3 решение
  • Параллельно-листовой индуктор, подвижная пластина электромагнитного поля 12/8 решение

Лаборатории


Финики

  • Предварительный этап 1: 14 октября, 19:30–21:00, Rockefeller 230
  • Prelim 2: 2 ноября, 19:30-21:00, Rockefeller 230
  • Финал: 11 декабря, 14:00–16:30, Baker Laboratory 335

Информация для персонала

  • лектор: Veit Elser, электронная почта, часы работы: M 3:35-4:25 Clark 294A, Th 3:35-4:25 Clark 294H
  • TA: Намита Суреш, электронная почта, часы работы: Чт 2:00–3:00 и 5:15–6:15 Кларк 294H
  • Лабораторный ТА: Ракин Батен, электронная почта

Дополнительные ресурсы

Электричество — SAT II Физика

Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже.Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

 

Электричество и магнетизм Введение | Shmoop

Электричество и магнетизм Введение

До этого момента наше изучение физики целиком существовало в сфере, ну, твердого: вещей, которые мы могли трогать, водить, бросать, катить, скользить, бросать, толкать или, когда все остальное не удалось, огонь из пушек. Электричество и магнетизм принципиально разные.

Электромагнитные силы существуют повсюду и вокруг нас, но они невидимы и неосязаемы. И все же именно электромагнетизм стоит почти за каждым изобретением современного мира, от лампочек до iPad. Эта теория делает возможными приложения для смартфонов (благодаря описанию движения электронов, летящих по проводам) и позволяет отправлять текстовые сообщения (благодаря объяснению того, как антенна сотового телефона может передавать данные по воздуху).

Основной единицей электромагнетизма является электрического заряда , который может быть положительным или отрицательным . Одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные притягиваются. Каждый заряд создает вокруг себя электрическое поле , которое взаимодействует с другими заряженными объектами — почти точно так же, как большой тяжелый объект (например, Земля) может взаимодействовать с более легким объектом (человеком) через свое гравитационное поле. Точно так же, как сила тяжести имеет связанную с ней потенциальную энергию, наборы зарядов имеют связанный с ними электрический потенциал .

Инженеры-электрики выяснили, как использовать этот потенциал для создания цепей , или путей, использующих электроны для выполнения работы. Это электронное действие приводит в действие вашу посудомоечную машину и сенсорный экран. Без схем мы не могли бы прокручивать наши фотографии в Instagram. Этого достаточно, чтобы нам захотелось остановиться и обнять инженера-электрика.

Движущиеся заряды создают магнитных поля —электричество и магнетизм на самом деле являются двумя сторонами одного и того же стержневого магнита. Так же, как электричество, магнетизм имеет полярность , обозначенную как север и юг , и противоположные полюса притягиваются.

Однако, в отличие от электричества, невозможно изолировать магнитный полюс. Разломите магнит на холодильник пополам, и у вас останутся два меньших магнита на холодильник (не пытайтесь сделать это с самим холодильником). Взаимодействие электричества и магнетизма, называемое электромагнитной индукцией , может использоваться для выработки энергии, вращения двигателей, ускорения частиц и является неотъемлемой частью нашего современного образа жизни.

В этой главе мы рассмотрим основные принципы электричества и магнетизма.Мы также объясним, как ученые и инженеры использовали электромагнетизм для создания повседневных устройств, которые мы знаем и любим. Или ненавидеть. Это зависит от того, как вы относитесь к офисным принтерам.

Ресурсы электричества и магнетизма

Игры и инструменты

Электрический хоккей на траве
Больше похож на обычный хоккей, чем на хоккей на траве, но с электрическим зарядом вместо отсутствующих зубов.

Заряды и поля
Электрические поля могут быть невидимыми, но ненадолго.Визуализируйте заряд, поля и потенциалы сколько душе угодно.

Набор для сборки схем
Если бы Lego занялась бытовой электроникой, они могли бы сделать что-то подобное.

Видео

Тесла против Фарадея
Катушки Теслы генерируют большие электрические искры; Клетки Фарадея защищают людей от больших электрических искр — вспомните, что такое электрическое поле внутри полого проводника. Единственная подходящая музыка? AC/DC, конечно.(Бонусные баллы: Адам Сэвидж делает робота.)

И еще кое-что о Тесле
Они могут быть великанами о человеке, который, возможно, был самым крутым инженером из когда-либо живших.

Провода хуже всего
Что, если бы вся передача энергии была беспроводной? Пространство под вашим столом, вероятно, будет намного аккуратнее.

Zip ‘n Snort
В то время как немного о магнетизме и электричестве находится на высоте, понимание койотом основных концепций механики может потребовать некоторой работы.

Веб-сайты

Северное сияние
Полярные сияния, вызванные взаимодействием заряженных частиц с атмосферой Земли, являются потрясающим проявлением красоты природы и постоянно пополняют папки с обоями для рабочего стола по всему миру.

Удары молнии
Одно из наиболее впечатляющих естественных проявлений действия электричества. Молния возникает в результате накопления избыточного заряда в облаках. Десятки тысяч ампер высвобождаются каждым болтом (если бы кто-то догадался, как им пользоваться).

Электричество и вы
Все, что вы когда-либо хотели знать об американском производстве электроэнергии, предоставлено Управлением энергетической информации США.

Электричество — Электрический ток — Физика 299

Электричество — Электрический ток — Физика 299

«Когда я оказываюсь в компании ученых, я чувствую себя жалким священником, заблудшим ошибиться в гостиной, полной герцогов»
В.Х. Оден

Электрический ток
  • Электрический ток равен скорости прохождения заряда неподвижная точка в пространстве.


  • Ток измеряется в Амперах: 1 Ампер = 1 Кулон/сек.
    Хотя из вышеприведенного определения видно, что Ампер определяется в терминах кулона, на самом деле это ампер, который — основная единица, кулон — производная единица.Ампер это определяется через силу, действующую между двумя параллельными проводами, несущими текущий, как мы увидим позже.
  • Важно понимать, что значение тока постоянной, независимо от сечения проводника. Если если бы это было не так, то заряд «скапливался бы» в точках вдоль проводник.

  • Когда вы щелкаете выключателем, лампочка мгновенно загорается. На самом деле течение движется со скоростью, близкой к скорости свет.Однако носители заряда, электроны в металлическая проволока движется с гораздо меньшей скоростью — скоростью дрейфа.
    Рассмотрим провод длиной l, поперечное сечение A, проводимость n. электронов в единице объема. Ток в проводе может быть письменный,

где e — заряд электрона, а v d — дрейфовая скорость.

  • Плотность тока, Дж (А/м 2 ) определяется как,
физически, J представляет движение заряда в определенном месте внутри дирижер, т.грамм. когда А большое J маленькое, когда А маленькое J большой.
Общее соотношение между I и J равно

. Ток есть поток J через поверхность.

Важно: То ток, Я, является скалярная величина, тогда как J является вектором. у меня есть «смысл» в том, что мы рисуем стрелки, чтобы представить его «направление», но не подчиняется правилам вектора алгебра.


  • Историческая причуда. Направление тока определяется как направление в который будет двигаться положительный заряд. Но в твердом металлическом проводники носители заряда электроны (отрицательные заряды) которые на самом деле движутся в противоположном направлении. Отрицательный заряды, движущиеся справа налево, в точности эквивалентны положительным заряды движутся слева направо.

Сопротивление

  • В металлических проводниках электрическое поле и плотность тока направлены в одну сторону и пропорциональны друг друга,
, где ρ — удельное сопротивление проводника — характеристика проводник.Электропроводность проводящего материала равна определяется формулой σ = 1/ρ.
Для однородного проводника длиной l поперечного сечения A имеем E = V/l и J = i/A, так что сопротивление проводника R, определяется как,


Сопротивление измеряется в омах (Ом), тогда удельное сопротивление единицы ом.метр и проводимость (ом.метр) -1

  • Важно: Соотношение V = ИК НЕ Закон Ома !
Закон Ома:
«Если отношение напряжение на проводнике к току через она постоянна для всех напряжений, то проводник подчиняется закону Ома»


Закон Ома выполняется для металлических проводников, но не для таких устройств, как транзисторы, диоды и т. д. Соотношение V = IR всегда можно использовать для определить сопротивление при каком-то конкретном I и V для любого устройства.


  • Даже в проводниках ток будет течь только между двумя точками A и B, когда

  1. Существует разность потенциалов между A и B (производящая электрическое поле, заставляющее заряды двигаться) и,
  2. A и B являются частью полной цепи.


Мощность

  • Предположим, заряд dq движется из точки A в точку B, где разность потенциалов между A и B равна V AB , то энергия, выделяемая за время dt, равна
так что скорость, с которой энергия переданная (мощность), P, определяется как,

В терминах единиц мы можем заявить, что Ампер x Вольт = Ватт.

  • Форма «высвобождаемой» энергии зависит от электрический компонент, расположенный между A и B, для например,
    • Двигатель — высвобожденная механическая энергия (работа)
    • Аккумулятор — химическая энергия, хранящаяся в аккумуляторе
    • Сопротивление — выделяемая тепловая энергия (тепло)

Электродвижущая сила — «ЭДС»

  • При обсуждении электрических цепей вам может встретиться термин «ЭДС» — электродвижущая сила. Важно понимать, что «ЭДС» НЕ сила!
  • Если устройство имеет «ЭДС», оно может поддерживать разность потенциалов (напряжение). Так, например, батарея поддерживает ЭДС между положительной и отрицательной терминалы.
  • ЭДС устройства можно определить как ε = dW/dq, где dW работа, совершенная положительным зарядом dq при его взятии через разность потенциалов устройства.в случай простой схемы с батареей (см. выше) в качестве заряд проходит по внешней (по отношению к аккумулятору) цепи ее теряет энергию. В цепи выше появляется энергия как тепло и свет в лампочке. Когда заряд возвращает аккумулятору ЭДС аккумулятора восполняет свою энергию.
  • На этом вводном уровне мы можем рассмотреть ЭДС «источник» (аккумулятор, генератор и т. д.) должен быть точно эквивалентен к напряжению, обеспечиваемому источником.
  • Направление ЭДС всегда представляет направление a положительный заряд будет перемещаться во внешней цепи. См. схему справа. Направление ЭДС – это важным фактором, когда мы используем законы Кирхгофа для анализа схемы.


Внутреннее сопротивление

  • Все ЭДС – батареи, генераторы и т. д. – и электрические измерительные приборы — амперметры, вольтметры и т.п. — имеют «внутреннее сопротивление».
  • Что касается анализа цепи обеспокоены тем, что эти внутренние сопротивления могут быть просто рассматривать как резисторы, включенные последовательно с «идеальным» ЭДС/метр.
  • Для амперметров (токоизмерительных приборов) целью является иметь как можно более низкое внутреннее сопротивление, чтобы ток не влияет.

  • Для вольтметра внутреннее сопротивление должно быть как можно больше насколько это возможно.

В: Имеет ли свет массу?
А: Конечно нет. Это даже не католик!!!


Dr. C.L. Davis
Факультет физики
Университет Луисвилля
электронная почта : [email protected]
 

Электричество: преуспеть в понимании физики, Рон Куртус


Рона Куртуса (обновлено 22 января 2022 г.)

Электричество — раздел физики, изучающий свойства и движение электрически заряженных частиц.Когда заряженные частицы находятся на поверхности материала, это называется статическим электричеством. Когда заряды перемещаются по проводам, это может быть электричество переменного или постоянного тока.

Электричество и Магнетизм взаимосвязаны. Движение электрических зарядов создает магнитные поля, а изменения в магнитных полях могут создавать электричество.

Цель этих бесплатных онлайн-уроков — помочь вам улучшить свои научные знания об электричестве, которые помогут вам стать чемпионом в этой области.Если у вас есть какие-либо вопросы, отправьте мне электронное письмо.

Содержимое

  • Основы электричества
  • Статическое электричество
  • Электрические цепи
  • Электричество постоянного тока
  • Электричество переменного тока
  • Электромагнетизм
  • См. также
  • Результаты опроса
  • Моя книга
  • Поделиться ссылкой


Основы электричества

Основы электричества

Электрозарядка

Статическое электричество

Ресурсы статического электричества

Основы статического электричества

Причины статического электричества

Причины статического электричества

Материалы, вызывающие статическое электричество

Обнаружение

Силы статического электричества

Обнаружение статического электричества

Создание

Производство статического электричества

Электростатическая индукция

Искры и удары

Искры статического электричества

Статическое электричество и молния

Система молниезащиты

Удары статическим электричеством

Управление

Контроль статического электричества

Предотвращение ударов статическим электричеством

Контроль статического прилипания

Контроль разлетающихся волос

Использование

Использование для статического электричества

(назад к содержанию)

Электрические цепи

Генерация электрического тока

Электроэнергия

Хранение электроэнергии

Основные блоки электрических цепей

Закон Ома для простых электрических цепей

Электричество постоянного тока

Электроэнергия постоянного тока

Электрические цепи постоянного тока

Закон Ома для электрических цепей

(назад к содержанию)

Электричество переменного тока

Переменный ток (AC) Электричество

Трансформаторы переменного тока

Общие сведения о напряжениях и частотах переменного тока во всем мире

Список мировых напряжений и частот переменного тока

Домашняя проводка переменного тока

Электроэнергия

(назад к содержанию)

Магнетизм

Движущиеся электрические заряды создают магнитное поле

Магнетизм и сила Лоренца

(назад к содержанию)

Электромагнетизм

Основы электромагнетизма

Соленоиды

Электромагниты

Генерация электрического тока

Электромагнитные устройства и изобретения

(назад к содержанию)

См. также

Ресурсы по физике

Астрономия

Химия

Эксперименты и проекты научных выставок

Интерактивные градуированные тесты

Биографии

Список школ чемпионов


Результаты опроса

Посмотреть результаты опроса


Мои книги


Поделиться

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


Школа Чемпионов


Электростатика

Работа есть изменение потенциальной энергии: U B U A = q Ed .

В целом, разность электростатических потенциалов , иногда называемая разностью электрических потенциалов , определяется как изменение энергии на единицу положительного заряда, или ( U B U A )/ q ′. Для определенных конфигураций электрического поля может потребоваться использование интегрального определения электростатического потенциала:

   

, где пробный заряд движется по линейному интегралу из точки A в точку B по пути s в электрическом поле ( E ).

Для особого случая параллельных пластин:

   

, где В — разность потенциалов между пластинами, измеренная в вольтах (В):

Электрический потенциал точечного заряда (q) на расстоянии (r) от точечного заряда равен

Следующая задача иллюстрирует расчет электрического поля и потенциала, обусловленного точечными зарядами.

Пример 3: Имея два заряда +3 Q и – Q , находящихся на расстоянии X друг от друга, найдите следующее: (1) В какой точке(ах) вдоль линии электрическое поле равно нулю? (2) В какой точке(ах) электрический потенциал равен нулю? (См. рис. 11.)

Рисунок 11

Расположение двух точечных зарядов для примера.


Первая задача — найти области, в которых электрическое поле равно нулю. Электрическое поле является вектором, и его направление можно определить по пробному заряду. Фигура разделена на три области. Между противоположными зарядами направление силы на пробный заряд будет в том же направлении от каждого заряда; следовательно, в области II невозможно иметь нулевое электрическое поле.Несмотря на то, что силы, действующие на пробный заряд от двух зарядов, действуют в противоположных направлениях в области I, сила и, следовательно, электрическое поле никогда не могут быть равны нулю в этой области, поскольку пробный заряд всегда ближе к наибольшему заданному заряду. Следовательно, область III — единственное место, где Е может быть равно нулю. Выберите произвольную точку (r) справа от – Q и установите два электрических поля равными. Поскольку поля направлены в противоположные стороны, сумма векторов в этой точке будет равна нулю.

Если дано X , найдите r .

Потенциал не является вектором, поэтому потенциал равен нулю везде, где выполняется следующее уравнение:

 

где r м — расстояние от контрольной точки до +3 Q и r 2 — расстояние до – Q .

Этот пример иллюстрирует разницу в методах анализа при нахождении векторной величины ( E ) и скалярной величины (V). Заметим, что если бы оба заряда были либо положительными, либо оба отрицательными, то можно было бы найти точку с нулевым электрическим полем между зарядами, но потенциал никогда не был бы равен нулю.

электрическая потенциальная энергия пары точечных зарядов, разделенных расстоянием r , равна

 

Эквипотенциальные поверхности — это поверхности, на которых не требуется никакой работы для перемещения заряда из одной точки в другую.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.