- •Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
- •Лекция 1 электростатика
- •1.1. Электромагнитное взаимодействие. Электрический заряд. Закон Кулона.
- •Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.
- •Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.
- •Работа сил электростатического поля, потенциал. Консервативность электростатических сил, связь между е и . Потенциал точечного и распределенного заряда.
- •Связь между напряженностью и потенциалом электрического поля. Градиент потенциала. Теорема о циркуляции электрического поля.
- •Потенциалы простейших электрических полей.
- •Потенциал поля точечного заряда.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 2 электростатика
- •2.1. Понятие о потоке вектора и его дивергенции. Теорема Остроградского-Гаусса. Теорема Гаусса для вектора е в дифференциальной и интегральной форме.
- •2.2. Электрическое поле в диэлектриках.
- •Основные теоремы электростатики в интегральной и дифференциальной форме.
- •Электроемкость проводников. Конденсаторы.
- •Вычисление емкости простых конденсаторов.
- •Энергия заряженного проводника и заряженного конденсатора.
- •Энергия электростатического поля.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Лекция 3 постоянный электрический ток
- •Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников.
- •Дифференциальная форма закона Ома.
- •Кпд источника тока.
- •3.2. Сторонние силы. Эдс источника тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи.
- •Напряжение на зажимах источника тока.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 4 магнитное поле
- •4.1. Магнитное поле. Законы Ампера и Био – Савара – Лапласа.
- •Взаимодействие проводников с током. Закон Ампера.
- •Взаимодействие двух прямолинейных проводников с током.
- •. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей.
- •4.2. Теорема о циркуляции. Магнитное поле движущихся зарядов. Сила Лоренца. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции.
- •Силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле. Сила Лоренца.
- •4.3. Движение заряженной частицы в однородном постоянном магнитном поле.
- •4.4. Работа перемещения контура с током в магнитном поле. Магнитный момент.
- •Момент сил, действующих на контур с током в магнитном поле.
- •Энергия контура с током в магнитном поле.
- •Контур с током в неоднородном магнитном поле.
- •Работа, совершаемая при перемещении контура с током в магнитном поле.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 5 электромагнитная индукция
- •5.1. Закон электромагнитной индукции Фарадея и правило Ленца. Явление самоиндукции, взаимная индукция. Индуктивность длинного соленоида. Энергия магнитного поля.
- •Явление самоиндукции. Индуктивность проводников.
- •Пример вычисления индуктивности. Индуктивность соленоида.
- •Переходные процессы в электрических цепях, содержащих индуктивность. Экстратоки замыкания и размыкания.
- •Энергия магнитного поля. Плотность энергии.
- •5.2. Электромагнитные колебания. Явление резонанса. Колебательный контур.
- •Аналогия между электрическими и механическими колебаниями.
- •5.3. Переменный ток. Получение переменного тока. Индуктивность и емкость в цепи переменного тока.
- •5.4. Магнитное поле в веществе. Классификация магнетиков. Ферромагнетизм.
- •Виды магнетиков.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 6 основы теории максвелла для электромагнитного поля
- •6.1. Система уравнений Максвелла в дифференциальной и интегральной
- •Форме. Ток смещения.
- •Теорема о циркуляции магнитного поля.
- •Закон Фарадея:
- •Система уравнений Максвелла.
- •Энергия и поток энергии. Теорема Пойнтинга.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Содержание
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н. И. Вавилова»
ФИЗИКА
краткий курс лекций
Часть II
Электричество и магнетизм
Саратов 2011
УДК 53
ББК 22.3
Г 43
Рецензенты:
Доктор физ. - мат. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»
Е.Ю. Альтшулер
доктор физ. - мат., профессор ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»
А.Г. Лазерсон
Г 43 |
Физика: краткий курс лекций для всех направлений подготовки студентов в 3 частях/ Сост.: С.Г. Гестрин, Е.А. Пилипенко// ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2011. – 56 с.
Краткий курс лекций по дисциплине «Физика» составлен в соответствии с требованиями ГОС ВПО и примерным программам дисциплины «Физика» для естественнонаучного направления подготовки студентов. Краткий курс лекций содержит теоретический материал по основным вопросам общей физики – от механики до физики атомного ядра и элементарных частиц, поделен на 3 части. Все три части курса направлены на формирование у студентов знаний об основных закономерностях физических явлений, применение этих знаний для понимания процессов, происходящих в природе, для решения профессиональных задач. В конце каждой главы помещены контрольные вопросы и список литературы для более глубокого освоения данного раздела физики. Вторая часть посвящена основам электромагнетизма.
УДК 54 ББК 24 |
|
|
© Гестрин С.Г., Пилипенко Е.А. 2011
© ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2011
Лекция 1 электростатика
1.1. Электромагнитное взаимодействие. Электрический заряд. Закон Кулона.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.
Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных заряженных тел. Электрическое поле, осуществляющее это взаимодействие, называется электростатическим.
Разнородные материальные тела в результате тесного контакта способны наэлектризовываться, т.е. приобретать электрический заряд, что обнаруживается по их способности притягивать мелкие, легкие предметы. Из опыта известно, что электрические заряды обладают следующими свойствами:
1) бывают двух видов – условно называемых положительными и отрицательными;
В качестве положительного был выбран заряд, возникающий на стекле при натирании его шелковой тканью.
2) все заряды дискретны и кратны элементарному заряду = 1.602·10-19 Кл.
(1)
Формула (1.1) выражает закон квантования электрического заряда.
Одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные – притягиваются. Заряженные тела, размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними, называют точечными зарядами. Точечный заряд это удобная физическая модель, аналогичная материальной точке в механике.
Полный заряд электрически изолированной системы остается постоянным:
Система называется электрически изолированной, если через ограничивающую ее поверхность невозможен перенос зарядов, т.е. протекание электрического тока.
Основной закон, описывающий взаимодействие элементарных зарядов – закон Кулона.
Рисунок 1.
В векторной форме закон Кулона записывается в виде
.