Эгзамен 2021 / Шпоры)

14. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Уравнение непрерывности. Условия существования постоянного тока. Закон Ома для однородного участка цепи.

15. Закон Ома в дифференциальной форме. Электрическое поле внутри и вне проводника при наличии постоянного тока.

– вектор плотности тока в данной точке проводника в данный момент времени,

– удельная электропроводность в данной точке проводника в данный момент времени,

– вектор напряжённости электрического поля в данной точке проводника в данный момент времени, который приводит к появлению тока с плотностью .

1 6. Сопротивление проводников. Сопротивление при параллельном и последовательном соединении проводников. Зависимость сопротивления проводников от температуры. Понятие о сверхпроводимости.

При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же: (так как сила тока определяется количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника, и если в цепи нет узлов, то все электроны в ней будут течь по одному проводнику).

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника питания, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: .

Из закона Ома следует, что

Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил тока в отдельных параллельно соединённых проводниках:

Напряжение на участках цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же:

Из закона Ома следует, что

17. Изменение потенциала вдоль проводника с током. Сторонние силы. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС, и для замкнутой цепи.

18. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца для однородного и неоднородного участков цепи. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца.

19. Разветвленные линейные цепи. Правила Кирхгофа и их применение для расчета разветвленных электрических цепей

2 0. Экспериментальное определение заряда электрона (опыт Милликена).

22.

23. Магнитное поле постоянного тока. Магнитный момент контура с током. Постоянное магнитное поле в вакууме. Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тока.

– максимальный момент сил, действующий на замкнутого контура с током во внешнем магнитном поле с индукцией ,

– магнитный момент замкнутого контура с током.

– магнитная постоянная,

24. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле кругового тока.

25. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции . Вихревой характер магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции в стационарном случае.

26. Силы, действующие на ток в магнитном поле. Закон Ампера. Взаимодействие двух параллельных бесконечно длинных прямых проводников с током.

27. Магнитное поле движущегося заряда. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

28. Действие магнитного поля на замкнутый контур с током. Момент сил, действующих на контур с током. Работа при перемещении проводника с током (подвижной перемычки контура) в магнитном поле.

29. Магнетики. Описание магнитного поля в магнетиках. Вектор намагниченности. Вектор напряженности магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора.

H-вектор напряжённости магнитного поля.

30. Связь вектора намагниченности с вектором напряженностью магнитного поля. Магнитная проницаемость. Магнитное поле в однородном магнетике.

– магнитная проницаемость, которая равна отношению индукции магнитного поля от токов проводимости и токов намагниченности к индукции магнитного поля от токов проводимости .

31. Граничные условия для векторов индукции и напряженности магнитного поля.

32. Диамагнетики. Механизм намагничивания. Гиромагнитное отношение. Природа диамагнетизма, ларморова прецессия. Диамагнитная восприимчивость. Независимость диамагнитной восприимчивости от температуры.

Магнитная восприимчивость равна

33. Парамагнетики. Механизм намагничивания. Гиромагнитное отношение Зависимость парамагнитной восприимчивости от температуры. Закон Кюри-Вейся.

34. Ферромагнетики. Гиромагнитное отношение. Опыт Эйнштейна-де Хааза. Кривая намагниченности и петля гистерезиса. Домены. Границы между доменами. Механизм намагничивания. Зависимость ферромагнитных свойств от температуры. Точка Кюри.

35. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея и правило Ленца. ЭДС индукции. Вихревое электрическое поле. Дифференциальная форма закона Фарадея.

36. Самоиндукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и размыкании цепи, содержащей катушку индуктивности.

37. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

38. Цепи квазистационарного переменного тока. Цепи, содержащие: источник переменных сторонних ЭДС, сопротивление, емкость и индуктивность. Векторная диаграмма. Закон Ома для переменных токов.

Квазистационарная электрическая цепь – это электрическая цепь, во всех ветвях которой мгновенные значениях силы тока принимают одинаковые значения. Условие квазистационарной цепи: , где – время прохождения электромагнитного излучения длины со скоростью света , – это период внешнего генератора, подключённого к цепи. Если длина цепи , то время и период должен быть больше .

В методе векторных диаграмм токи и напряжения изображаются графически с помощью векторов. Модуль вектора равен амплитуде. Угол между векторами равен разности фаз между соответствующими величинами, которые описываются данными векторами. Обычно один из векторов выбирается в качестве исходного направления, от которого отсчитываются все сдвиги фаз, т.е. направления остальных векторов. К примеру, даны два сигнала

Под буквой подразумевается ток или напряжение. Сначала на рисунке строится вектор произвольно по направлению (обычно его направляют вдоль горизонтальной прямой). Далее, из начала вектора строят вектор под углом поворота к вектору (рис. 1). Длина вектора равна , а длина вектора равна . При повороте против часовой стрелки угол поворота считают положительным, а при повороте по часовой стрелке – отрицательным.

Р ис. 1.

Для конденсатора и катушки индуктивности вводится реактивное сопротивление

Для каждого элемента выполняется закон Ома

где – модуль импеданса (для резистора , для конденсатора , для катушки индуктивности ); – амплитуда тока, проходящего через элемент; – модуль падения напряжения на элементе.

При построении векторной диаграммы нужно помнить, что для резистора разность фаз между током и напряжением равна нулю, для конденсатора ток опережает напряжение на угол , для катушки индуктивности напряжение опережает ток на угол .