- •Общая физика
- •§ 1. Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела
- •II закон Ньютона. Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом) пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела).
- •III закон Ньютона. Силы, с которыми действуют друг на друга тела, равны по модулю и противоположены по направлению.
- •2.2. Закон сохранения импульса (количества движения)
- •2.3. Энергия, работа, мощность
- •2.4. Закон сохранения и превращения энергии
- •2.5 Тяготение
- •2.6. Механика вращательного движения
- •Момент инерции, момент силы, момент импульса.
- •И вращательном движениях
- •2.7.Колебания и волны Механические колебания, математический маятник
- •2.8. Границы применимости законов классической механики и элементы специальной теории относительности
- •§ 1. Параметры термодинамических систем (параметры состояния)
- •§ 2. Законы идеальных газов
- •§ 3. Уравнение состояния реальных газов
- •Уравнение ван-дер-ваальса или уравнение состояния реальных газов
- •§4. Основы термодинамики.
- •Кинетической теории идеальных газов
- •Наиболее вероятная (максимальная)
- •§1. Электрическое поле
- •§1.1. Силовые характеристики электрического поля
- •§1. 2. Энергетические характеристики электрического поля
- •§1.3. Диполь
- •§1.4. Проводники в электрическом поле
- •§1.5. Диэлектрики в электрическом поле
- •§1.6. Электроемкость
- •§1.7. Конденсаторы
- •§1.8. Энергия электростатического поля
- •§2.1. Электродвижущая сила (эдс) (e ) источника
- •§2.2. Закон Ома для постоянного тока
- •§2.3. Закон Джоуля-Ленца
- •§2.4. Правила Кирхгофа (1847г.)
- •§2.5. Зонная теория
- •Гл. 3 электромагнетизм
- •§3.1. Характеристики магнитного поля
- •И мп на оси кругового тока.
- •§3.2. Вещество в магнитном поле
- •§3.3. Рамка с током в магнитном поле (Применения закона Ампера)
- •§3.4. Сила Лоренца
- •§3.5. Движение заряженных частиц в электрическом поле
- •§3.6. Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •§ 3.7. Электромагнитная индукция: Закон Фарадея − Ленца
- •§3.8. Закон Ома для полной цепи
- •§3.9. Индуктивность, самоиндукция, взаимная индукция
- •1 Гн индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе 1 а равен 1 Вб.
- •§3.10. Энергия магнитного поля
- •§4.1. Полное сопротивление цепи при переменном токе.
- •§4.2. Резонанс
- •Шкала электромагнитных волн
- •§1.1. Поглощение света (Закон бугера)
- •§1.2. Законы геометрической оптики
- •§1.3. Формула призмы
- •§1.4. Линзы
- •Характер изображения собирающей линзы
- •§1.5. Аберрации или погрешности оптических систем
- •§2. Волновая оптика
- •§2.1. Интерференция света
- •§2.2. Дифракция света
- •РешеткаУсловияУсловия§2.3. Дисперсия света и спектральный анализ
- •§ 2.4. Поляризация света
- •Объяснение законов отражения и преломления с точки зрения волновой теории
- •§1. Тепловое излучение
- •Закон Стефана - Больцмана. Полная (по всему спектру) излучательная способность абсолютного черного тела прямо пропорциональна четвертой степени его абсолютной (термодинамической) температуре т:
- •§ 2. Фотоэффект
- •§ 3. Строение вещества
- •§ 3.1. Модели атома Резерфорда
- •§ 3.2. Постулаты Бора
- •§ 3.3. Правила отбора Паули, квантовые числа и таблица Менделеева
- •Периодическая система элементов Менделеева и распределение электронов по подоболочкам
- •§ 3.4. Радиоактивность
- •Закон радиоактивного распада
- •§ 3.5. Физика атомного ядра
- •§ 3.6. Элементарные и фундаментальные частицы
- •Классификация частиц
- •§3.7. Волновые свойства микрочастиц
- •§3.8. Соотношение неопределенности Гейзенберга
- •§3.9. Основы квантовой механики.
- •Основная литература
- •Вспомогательная литература
- •Контрольные вопросы по физике Трофимова т.И., Курс физики, «Высшая школа»,2000г.
- •Применение первого начала термодинамики к термодинамическим изопроцессам
- •Приложение к теме «Оптика» основные фотометрические величины и их единицы
§2.3. Закон Джоуля-Ленца
Используя формулы для работы электрического тока и закон Ома, получаем A = q.Δφ = q.U = I.U.t =I2.R.t = t
Тогда мощность W = =I.U = I2.R =
При единицах силы тока – ампер, напряжения – вольт, сопротивления –ом, времени – секунда, для работы имеем джоуль, а для мощности – ватт.
В электротехнике иногда как единицу работы используют киловатт.час.
1 ватт.час – соответствует работе тока мощностью в 1 Вт в течении 1 ч.
1 Вт.ч =3600 Вт.с =3600 = 3,6.103 дж
Нагревание током происходит из-за того, что кинетическая энергия электронов (т.е. энергия тока) переходит в теплоту при каждом столкновении электрона с ионами решетки проводника (сопротивление проводника). Если падение напряжения U в проводнике вызвано одним только сопротивлением проводника, то вся работа тока A идет на нагревание проводника. Тогда количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике, по закону сохранения энергии, определяется равенством:
Q=A=I.U.t =I2.R.t = t
Количество теплоты (Q), которое выделяется током в проводнике, прямо пропорционально силе тока (I), времени (t) его прохождения по проводнику и падению напряженности (U) на нем (закон Джоуля-Ленца).
Из закона Джоуля-Ленца вытекает, что при последовательном соединении электронагревательных приборах наибольшее количество теплоты выделяется в электроприборе с наибольшим сопротивлением т.к. сила тока во всех нагревателях одинакова. При параллельном соединении электронагревательных приборов наибольшее количество теплоты выделится в приборе с наименьшим сопротивлением (в этом случае одинаковым будет напряжение на всех приборах).
Иногда полезно эл. ток сравнивать с потоком жидкости.
РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ ЗАКОНА ОМА
, в интегральной форме;
, в дифференциальной форме;
, обобщенной форме для неоднородного участка цепи
, для замкнутой цепи, содержащий источник ЭДС;
, для переменного тока, где Z- полное сопротивление или импеданс (зависит от способа соединений активного сопротивления, электроемкости и индуктивности).
§2.4. Правила Кирхгофа (1847г.)
С помощью закона Ома выполняется расчет для неразветвленной цепи. Для разветвленной цепи применяются правила Кирхгофа.
Узел разветвления – такая точка цепи, в которой сходятся не менее трех проводников.
I правило
Алгебраическая сумма сил тока в узле разветвления равна нулю.
Ток входящий в узел считается положительным, а ток выходящий из узла – отрицательным. Иными словами, в узлах не накапливаются и не создаются электрические заряды.
II правило
В замкнутом контуре разветвлений цепи алгебраическая сумма электродвижущих сил источников тока равна алгебраической сумме произведении сил тока на сопротивления соответствующих участков этого контура.
Условно (хотя это не важно – направление можно выбрать произвольно), считаем положительным направление обхода контура по часовой стрелке; обратно идут отрицательные тока. Точно так же, будем приписывать ЭДС знак +, если они создают ток в положительном направлении обхода контура (по часовой стреле); в противоположном направлении создаются токи со знаком (-). Здесь речь идет о собственном токе источника ЭДС, который направлен во внешней цепи от положительного полюса источника к отрицательному.
П ример расчета по правилам Кирхгофа.
Для узла А: I1+I2 –I3 =0,
для контура A1B2A:
–ε1 +ε2 = –I1R1+I1R2,
для контура A2B3A:
–ε2 –ε3 = –I2R2–I3R3
Здесь в I контуре ε1 создает ток во внешней цепи от + к – (против часовой стрелки), по этому он имеет знак (–), так же как –I1R1.
Во II контуре все токи идут против часовой стрелки, поэтому все они имеют знак (–).