- •1. Поле бесконечно длинного заряженного цилиндра.
- •2. Поле заряженной сферы.
- •3.Поле заряженной плоскости
- •5) Потенциальность постоянного электрического поля.
- •Напряжённость электрического поля точечного заряда
- •6) Потенциал, связь между напряженностью и потенциалом.
- •7) Объемная плотность заряда
- •8) Диполь.
- •8A) Диполь во внешнем электрическом поле
- •11B)Вывод с для сферы:
- •17.Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Закон сохранения электрического заряда. Уравнение непрерывности.
- •18.Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление. Соединения проводников. Электрическое напряжение. Закон Ома в дифференциальной форме.
- •19.Сторонние силы. Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
- •20.Разветвленные цепи. Правило Кирхгофа.
- •21.Работа и мощность тока.Закон Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
- •22.Магнитное поле в вакууме. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца.Объемный и линейный элемент тока. Закон Ампера.
- •23.Магнитное поле равномерно движущегося заряда. Закон Био и Савара. Принцып суперпозиции магнитных полей. Поле прямого тока.
- •24.Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.
- •25.Магнитное поле кругового контура с током.
- •26. Поток магнитной индукции. Теорема Гаусса Для вектора магнитной индукции в интегральной и дифференциальной формах.
- •Теорема Гаусса.
- •27.Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции в интегральной и дифференциальной формах.
- •28.Поле тороида и соленоида. Магнитное поле соленоида.
- •29.Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле.
- •30.Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле. Эффект Холла.
- •31.Магнитное поле в веществе. Магнетики. Вектор намагниченности. Токи намагничевания. Плотность токов намагничевания.
- •32.Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах.
- •35) Диамагнетизм.
- •36) Парамагнетизм
- •38) Электромагнитная индукция
- •4 5) Электродинамика
- •46) Большая советская энциклопедия
- •46) 46.Волновое уравнение. Плоские электромагнитные волны в однородном диэлектрике. Понятие о поляризации волн.
20.Разветвленные цепи. Правило Кирхгофа.
Р асчет разветвленных цепей упрощается, если пользоваться правилами Кирхгофа. Первое правило относится к узлам цепи. Узлом называется точка, в которой сходится более чем два тока. Токи, текущие к узлу, считается имеют один знак (плюс или минус), от узла - имеют другой знак (минус или плюс).
Первое правило Кирхгофа является выражением того факта, что в случае установившегося постоянного тока ни в одной точке проводника и ни на одном его участке не должны накапливаться электрические заряды и формулируется в следующем виде: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю Второе правило Кирхгофа является обобщением закона Ома на разветвленные электрические цепи.
Рассмотрим произвольный замкнутый контур в разветвленной цепи (контур 1-2-3-4-1) (рис. 1.2). Зададим обход контура по часовой стрелке и применим к каждому из неразветвленных участков контура закон Ома.
Сложим эти выражения, при этом потенциалы сокращаются и получаем выражение В любом замкнутом контуре произвольной разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма падений напряжений (произведений сил токов на сопротивление) соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме эдс входящих в контур. При решении задач рекомендуется следующий порядок:
Произвольно выбрать и обозначить на чертеже направление токов во
всех участках цепи.
Записать уравнение для всех n-1 узлов.
Выделить произвольный контур в цепи и выбрать направление обхода.
Записать второе правило Кирхгофа.
21.Работа и мощность тока.Закон Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
Выделяемое тепло зависит от величины тока и сопротивления.
Если I=const,
I(t) = f(t) – функция от времени.
ток линейно увеличивается.
Примечание автора. Можно раскрыть скобки по формуле квадрата суммы и получить новое выражение.
Закон в дифференциальной форме.
полная мощность
полезная мощность
КПД цепи
короткое замыкание
Мощность постоянного тока
Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то среднюю мощность можно вычислить по формулам:
Активная мощность
Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью: В цепях однофазного синусоидального тока где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением Единица активной мощности — ватт (W, Вт).
В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.
Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = UI sin φ (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Полная мощность
Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА) Работа тока:
При движении зарядов в электрической цепи выполняется работа. Численно работа, совершаемая при перенесении электрического заряда q между двумя точками, разность потенциалов между которыми равна U, может быть определена по формуле В свою очередь электрический заряд q может быть выражен как произведение величины тока на время: Подставляя значение заряда, получим Итак, работа, совершаемая током на каком-либо участке цепи, прямо пропорциональна напряжению на этом участке, величине тока и времени, в течение которого протекает ток. ____________________________________________