Электрическое поле
Электрический заряд. Закон сохранения зарядов. Линейная поверхностная и объемная плотности зарядов. Взаимодействие между зарядами.
Напряженность электростатического поля. Напряженность поля точечного заряда и системы точечных зарядов. Принцип наложения полей.
Расчет напряженности электростатического поля системы точечных зарядов методом суперпозиции. Пример.
Электрический диполь. Расчет напряженности электростатического поля диполя с помощью принципа наложения полей.
Работа электростатического поля по перемещению заряда. Потенциальный характер электростатического поля.
Потенциал. Разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда и системы точечных зарядов.
Характеристики электростатического поля: напряженность и потенциал. Связь между ними.
Циркуляция вектора напряженности. Физический смысл.
Понятие потока. Теорема Гаусса.
Расчет напряженности и электростатического поля бесконечной равномерно заряженной плоскости и заряженного шара при помощи теоремы Гаусса.
Расчет электростатического поля бесконечной равномерно заряженной цилиндрической поверхности при помощи теоремы Гаусса.
Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость уединенного шара.
Емкость плоского конденсатора. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.
Энергия взаимодействия системы электрических зарядов.
Энергия уединенного проводника и конденсатора.
Коллоквиум №2 Постоянный ток.
Электрический ток. Сила и плотность тока. Условие существования тока в цепи. Сторонние силы. ЭДС.
Закон Ома в интегральной форме для однородного и неоднородного участка цепи.
Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений.
Закон Ома в дифференциальной форме для однородного и неоднородного участка цепи.
Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца в интегральной форме.
Закон Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.
Удельная проводимость и сопротивление проводников. Их зависимость от температуры.
Правило Кирхгофа. Пример расчета электрических цепей.
Основные положения теории Друдэ для электропроводности металлов. Закон Ома, физический смысл электрического сопротивления (электропроводности). Границы применимости теории Друдэ. Закон Джоуля -Ленца, физическая природа джоулева тепла.
Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Энергия диполя в электростатическом поле. Поляризационные заряды. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике. Электрическое поле внутри плоской пластины диэлектрика. Сегнетоэлектрики и их свойства.
Магнетизм.
Магнитное поле и его характеристики. Принцип суперпозиции.
Магнитное поле движущегося заряда. Закон Био - Савара - Лапласа. Расчет магнитного поля для прямого тока.
Расчет магнитного поля для произвольного проводника. Расчет магнитного поля в центре кругового проводника стоком. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Электрическое и магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
Сила и момент сил, действие на рамку с током в магнитном поле. Дипольный момент рамки с током. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
Магнитное поле в веществе. Гипотеза Ампера. Молекулярные токи. Намагниченность. Диамагнетики и парамагнетики. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. Связь между напряженностью и магнитной индукцией.
Вычисление магнитного поля в магнетиках. Напряженность магнитного поля и размагничивающее поле. Условие для векторов магнитного поля на границе раздела двух магнитиков. Ферромагнетики и их свойства.
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Индуктивность контура. Самоиндукция. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.