
- •Магнітне поле.
- •Трансформатор та індукційна котушка
- •Опір. Залежність опору від довжини та поперечного перерізу провідника.
- •Конденсатори. Електроємність. Види конденсаторів.
- •Сила струму. Електричний струм. Прилад для вимірювання сили струму.
- •Природа діамагнетиків, парамагнетиків, феромагнетиків.
- •Постійний електричний струм. Робота і потужність.
1 завдання
Електричне поле. Силові лінії електричного поля. Електризація тіл. Взаємодія між зарядами.
Електричне поле — одна зі складових електромагнітного поля, що існує навколо тіл або частинок, що мають електричний заряд, а також у вільному вигляді при зміні магнітного поля (наприклад, в електромагнітних хвилях). Електричне поле може спостерігатися завдяки силовому впливу на заряджені тіла.
Кількісними характеристиками електричного поля є вектор напруженості електричного поля
йвектор електричної індукції
.
У випадку, коли електричне поле не змінюється з часом, його називають електростатичним полем.
Розділ фізики, який вивчає розподіл статичного електричного поля в просторі, називаєтьсяелектростатикою.
Силові лінії електростатичного поля починаються в точках розташування зарядів і закінчуються в точках розташування зарядів протилежного знаку або на нескінченості.
Електриза́ція — процес надання тілу електричного заряду за рахунок інших тіл. Процес, що приводить до появи на тілах або різних частинах одного тіла надлишку електричного заряду.
Електризація може відбуватися під дією світла, тертя й інших взаємодій. При електризації завжди виконується закон збереження електричного заряду.
Найпоширенішим прикладом електризації є трибоелектричний ефект, тобто процес електризації від тертя.
Магнітне поле.
Магні́тне по́ле — складова електромагнітного поля, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.
Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою.
Магнітне поле утворюється, наприклад, у просторі довкола провідника, по якому тече струм або довкола постійного магніту.
Напруженість МП.
Напру́женість магні́тного поля — векторна характеристика, яка визначає величину й напрям магнітного поля в даній точці в даний час.
Позначається зазвичай латинською літерою
, вимірюється в ерстедах у системі СГСМ і ампер-витках на метр (А·в/м) у системі СІ.
Діелектрична проникність середовища.
Діелектрична проникність (діелектрична стала) середовища ε — безрозмірна величина, що характеризує ізоляційні властивості середовища. Вона показує, у скільки разів взаємодія між зарядами в однорідному середовищі менша ніж у вакуумі.
Магнітний потік.
Магнітний потік — потік вектора магнітної індукції.
Магнітний потік позначається зазвичай грецькою літерою Φ, вимірюється у системі СІ у веберах, у системі СГСМ одиницею вимірювання магнітного потоку є максвел: магнітний потік поля величиною 1 гаус через сантиметр квадратний площі.
Магнітний потік через нескінченно маленьку площадку dS визначається як
,
де B — значення індукції магнітного поля, θ — кут між напрямком поля й нормаллю до поверхні. У векторній формі
.
Магнітний потік псевдоскалярна величина.
Зазвичай магнітний потік обраховується через поверхню, обмежену певним контуром, наприклад, контуром, який утворюють провідники зі струмом. Оскільки в різних точках поверхні магнітна індукція різна, то проводиться інтегрування
Трансформатор та індукційна котушка
Трансформа́тор — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредствомэлектромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока (ГОСТ 16110-82).
Котушка індуктивності — звернутий у спіраль ізольований дріт, що має значну індуктивність при відносно великій електричнійпровідності та малому активному опорі. Така система здатна запасати енергію при протіканні електричного струму.
Для збільшення індуктивності котушка здебільшого намотується на феромагнітне осердя. Котушку без осердя називають соленоїдом. Спеціальні котушки, що використовуються в певних електричних колах, називають дроселями.
Відкритий коливальний контур.
Коливний контур — електричне коло, складене з резистора, ємності та індуктивності, в якому можливі коливання напруги й струму. Коливальні контури широко застосовуються в радіотехніці та електроніці, зокрема в генераторах електричних коливань, в частотних фільтрах. Вони використовуються практично в кожному електротехнічному пристрої.
Напруженість ЕП в точці на відстані.
Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.
де
— сила,
— електричний заряд, — напруженість електричного поля.
В системі СІ вимірюється у В/м, на практиці здебільшого у В/см.
Силові лінії електричного поля . Напруженість електричного поля. Формула. Одиниці вимірювання.
Силові лінії електростатичного поля починаються в точках розташування зарядів і закінчуються в точках розташування зарядів протилежного знаку або на нескінченості.
Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.
де — сила, — електричний заряд, — напруженість електричного поля.
В системі СІ вимірюється у В/м, на практиці здебільшого у В/см.
Потенціал. Різниця потенціалів. Напруга. Одиниці вимірювання.
Потенціа́л — скалярна характеристика фізичного поля.
Енергетична характеристика будь-якої визначеної точки силового поля. Потенціал існує не для всіх полів, а лише для полів такої конфігурації, де робота з пересування об'єкта не залежить від шляху, яким воно відбувається, а залежить лише від координат початкової та кінцевої точки.
Чисельно потенціал дорівнює роботі, яку здійснюють сили поля, пересуваючи одиницю маси (потенціал тяжіння) чи електричного заряду (електростатичний потенціал) з цієї точки поля до точки, де потенціал вважають рівним нулю. Зазвичай потенціал вважають нульовим на нескінченості. Отже, потенціал — це величина, що чисельно (але не за розмірністю) дорівнює роботі, витраченій на пересування пробного об'єкта з нескінченості в цю точку простору.
Різниця потенціалів — характеристика електричного поля, різниця електростатичних потенціалів у двох точках простору.
Різниця потенціалів дорівнює роботі, яку потрібно здійснити проти електростатичних сил для того, щоб перемістити одиничнийзаряд із однієї точки простору в іншу.
Напруга на ділянці електричного кола дорівнює різниці потенціалів у тому випадку, якщо на ділянці немає джерел струму.
Напруга (U) на ділянці електричного кола — фізична величина, що визначається роботою, яка виконується сумарним полем електростатичних і сторонніх сил при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола. Поняття напруги є узагальненим поняттям різниці потенціалів: напруга на кінцях ділянки коладорівнює різниці потенціалів в тому випадку, якщо на цій ділянці не прикладена електрорушійна сила.
Напруга вимірюється у вольтах (B).
U=Wст/Q, де Wст - робота сторонніх сил по переміщенню заряду, Q- одиниця заряду U=φ1-φ2, де φ1-φ2 - різниця потенціалів
Із закону Ома для неповного кола: U=I·R , де I-струм, R-опір провідника
Для вимірювання напруги використовуються прилади, які називаються вольтметрами, мілівольтметрами тощо.