- •Электричество и магнетизм - учение об электромагнитном взаимодействии и поле
- •Электростатика, ее предмет и основные понятия. Электрический заряд и его свойства.
- •Закон Кулона. Характер сил электростатического взаимодействия точечных зарядов и основные характеристики и уравнения электростатического поля.
- •Форма закона Кулона
- •Методы расчета основных характеристик электростатического поля.
- •Использование закона Кулона и принципа суперпозиции для расчета напряженности эсп электрического диполя.
- •А) Напряженность эсп диполя в точках вдоль его ocи.
- •Б) Напряженность эсп диполя в точках на срединном перпендикуляре к его оси.
- •2. Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету характеристик эсп симметричных, равномерно заряженных тел.
- •А ) сфера
- •Б) бесконечно длинная прямолинейная нить (цилиндр).
- •В) бесконечная равномерно заряженная плоскость.
- •Г) конденсатор (плоский).
- •Внешние проявления эсп. Взаимодействие эсп с вещественными средами.
- •Сила и ее работа при действии на точечный заряд. Энергия заряженного проводника. Энергия взаимодействия зарядов.
- •Момент силы и его работа при действии эсп на электрический диполь.
- •Взаимодействие эсп с диэлектриками. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация. Поляризованность (вектор поляризации). Диэлектрическая проницаемость.
- •Теорема Остроградского - Гаусса для диэлектрика. Граничные условия.
- •Взаимодействие эсп с проводящими средами.
- •Электроемкость проводника. Конденсаторы.
- •Энергия заряженного конденсатора и проводника. Объемная плотность энергии эсп.
- •Сторонние силы. Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи. Эдс, напряжение и разность потенциалов.
Электричество и магнетизм - учение об электромагнитном взаимодействии и поле
/от физики движений к физике взаимодействий/
Предмет, место в физике и технике. Основные понятия, структура и задачи.
Предмет физики в целом - наиболее общие законы исходного уровня окружающего нас материального мира - неживой природы.
Материя является саusа sui - причиной самой себя. Она внутренне самоактивна, то есть, способна к самодействию, благодаря которому она существует “динамично”, находясь в непрерывном движении и изменении. На уровне неживой природы это обеспечивается существованием двух взаимосвязанных видов (состояний) материи - вещества и поля. Вещество (тела, частицы) - дискретно, локализовано в пространстве, а поле - непрерывно распределено в пространстве, не обладая ни формой, ни размерами.
Вещество способно порождать и поглощать поле, которое, в свою очередь, в современной физической концепции близкодействия выступает в роли переносчика взаимодействия, осуществляющего перенос и обмен движением между взаимодействующими телами.
В физике взаимодействия его переносчик - физическое поле подразделяется на четыре фундаментальных вида (состояния): гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Наиболее освоенным в человеческой практике, в современной технике (особенно электро- и радиотехнике, электронике) является электромагнитное взаимодействие и его переносчик - электромагнитное поле. Оно является, например, причиной таких сил, как силы упругости и натяжения, силы трения и сопротивления.
В электромагнитном взаимодействии участвуют тела, обладающие электрическим зарядом и/или магнитным моментом. Такие тела создают в окружающем пространстве электромагнитное поле, которое проявляет себя в силовом действии (т. е. в изменении состояний движения) на другие тела, обладающие электрическим зарядом и/или магнитным моментом.
Электрический заряд (и магнитный момент) являются характеристикой тел, определяющей меру интенсивности участия их в электромагнитном взаимодействии.
Электромагнитное взаимодействие и поле являются универсальными, т. к. все три элементарные частицы атомов вещества (электрон, протон и нейтрон) обладают магнитным моментом, а электрон и протон - и электрическим зарядом.
В зависимости от состояния движения (скорости ) электрически тел, создаваемое ими электромагнитное поле может существовать в следующих конкретных видах (состояниях):
1) статическом (электростатическом) - при = 0;
2) стационарном (электрическом и магнитном) - при = соnst 0;
3) нестационарном (едином электромагнитном) - при = var ( const).
В статическом и стационарном состояниях электромагнитное поле расщепляется на обособленные электростатическое и магнитостатическое поля. В нестационарном состоянии электрическое и магнитное поля взаимоувязываются в единое электромагнитное поле, которое может существовать либо в связанном, с породившими его источниками состоянии, например, в виде электромагнитных колебаний, либо в свободном состоянии, в виде распространяющихся в пространстве со скоростью света электромагнитных волн.
В классической (неквантовой) теории электромагнитного поля - электродинамике Максвелла (1864 г) наиболее общие уравнения электромагнитного поля - уравнения Максвелла, описывают нестационарное электромагнитное поле и содержат в себе как частный случай уравнения для стационарных электрического и магнитного полей и для электростатического поля.
В учебном курсе физики технического вуза предпочтительным оказывается способ изучения электромагнитного поля от простейших состояний - статического и стационарного - к более общему и сложному - к нестационарному состоянию.
К общим основным задачам учения об электромагнитном поле относят:
1. Описание электромагнитного поля, т. е., задание его основных характеристик (задание состояния) и уравнений движения.
2. Расчет характеристик поля для наиболее характерных (модельных) типов его источников.
3. Анализ внешних проявлений (воздействий) электромагнитного поля.