16.Электрическое поле диполя.

Дипо́ль — идеализированная система, служащая для приближённого описания поля, создаваемого вообще говоря более сложными системами зарядов, а также для приближенного описания действия внешнего поля на такие системы. Дипольное приближение, выполнение которого обычно подразумевается, когда говорится о поле диполя, основано на разложении потенциалов поля в ряд по степеням радиус-вектора, характеризующего положение зарядов-источников, и отбрасывании всех членов выше первого порядка[1]. Полученные функции будут эффективно описывать поле в случае, если:

размеры излучающей поле системы малы по сравнению с рассматриваемыми расстояниями, так что отношение характерного размера системы к длине радиус-вектора является малой величиной и имеет смысл рассмотрение лишь первых членов разложения потенциалов в ряд;

член первого порядка в разложении не равен 0, в противном случае нужно использовать приближение более высокой мультипольности;

в уравнениях рассматриваются градиенты потенциалов не выше первого порядка.

Типичный пример диполя — два заряда, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся друг от друга на расстоянии, очень малом по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Поле такой системы полностью описывается дипольным приближением.

22.R-c цепочка.

RC-цепь — электрическая цепь, состоящая из конденсатора и резистора. Она бывает дифференцирующей и интегрирующей.Вот такое соединение резистора и конденсатора называется дифференцирующей цепью или укорачивающей цепью .

При подаче на вход RC-цепи импульса напряжения конденсатора сразу же начнет заряжаться током, проходящим через него самого и резистор. Сначала ток будет максимальным, затем по мере увеличения заряда конденсатора постепенно уменьшится до нуля по экспоненте. Когда через резистор проходит ток, на нем образуется падение напряжения, которое определяется, как U=i R, где i-ток заряда конденсатора. Поскольку ток изменяется экспоненциально, то и напряжение будет изменяться также - экспоненциально от максимума до нуля. Падение напряжения на резисторе, как раз таки и является выходным. Его величину можно определить по формуле U_вых = U₀e^-t/τ. Величина τ называется постоянной времени цепи и соответствует изменению выходного напряжения на 63% от исходного (e^-1 = 0.37). Очевидно, что время изменения выходного напряжения зависит от сопротивления резистора и емкости конденсатора и, соответственно, постоянная времени цепи пропорциональна этим значениям, т. е. τ = RC. Если емкость в Фарадах, сопротивление в Омах, то τ в секундах.

Если поменять местами резистор и конденсатор, то получим интегрирующую цепь или удлиняющую цепь.

Выходным напряжением в интегрирующей цепи является напряжение на конденсаторе. Естественно, если конденсатор разряжен, оно равно нулю. При подаче импульса напряжения на вход цепи конденсатор начнет накапливать заряд, и накопление будет происходить по экспоненциальному закону, соответственно, и напряжение на нем будет нарастать по экспоненте от нуля до своего максимального значения. Его значение можно определить по формуле U_вых = U₀(1 - e^-t/τ). Постоянная времени цепи определяется по такой же формуле, как и для дифференцирующей цепи и имеет тот же смысл.

Для обеих цепей резистор ограничивает ток заряда конденсатора, поэтому чем больше его сопротивление, тем больше время заряда конденсатора. Также и для конденсатора, чем больше емкость, тем большее время он заряжается.

25. Закон Джоуля – Ленца.

закон Джоуля — Ленца—физический закон, дающий количественную оценкутепловогодействияэлектрического тока. Установлен в1841 годуДжеймсом Джоулеми независимо от него в1842 годуЭмилием Ленцем^[1].

В словесной формулировке звучит следующим образом

Мощностьтепла, выделяемого в единицеобъёмасреды при протекании электрического тока, пропорциональна произведениюплотности электрического токана величинунапряженности электрического поля

Математически может быть выражен в следующей форме:

. 28.Основы элементарной классической теории электропроводности металлов (теория Друде-Лоренца). Закон Ома и закон Джоуля – Ленца.

ЗАКОН ОМА, утверждение, что сила постоянного тока в проводнике пропорциональна напряжению на концах проводника. Предложенный в 1827 г. Георгом Омом закон Ома имеет математическое выражение:U = IR , гдеU - напряжение, измеряется в вольтах;I- сила тока, измеряется в амперах;R - сопротивление, измеряется в омах. В электрических цепях с переменным током, где присутствуют активные и емкостные сопротивления, формула выглядит следующим образом:V = IZ, гдеZ- ИМПЕДАНС. Это справедливо только приблизительно, при ограниченных условиях и не для всех материалов.