Содержание

1. Электрическое поле 1

1.1 Определение и изображение электрического поля 2

1.2 Закон Кулона. Напряженность электрического поля 2

1.3 Потенциал. Электрическое напряжение 2

1.4 Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция 2

1.5 Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектрика 2

1.6 Электроизоляционные материалы 2

2. Электрические цепи 1

2.1 Электрическая цепь 2

2.2 Электрический ток 2

2.3 ЭДС и напряжение 2

2.4 Закон Ома 2

2.5 Электрическое сопротивление и проводимость 2

2.6 Электрическая работа и мощность. Преобразование электрической энергии в тепловую 2

2.7 Токовая нагрузка проводов и защита их от перегрузок 2

3. Электромагнетизм 1

3.1 Характеристики магнитного поля 2

3.2 Закон полного тока 2

3.3 Магнитное поле прямолинейного тока 2

3.4 Расчет магнитной цепи 2

3.5 Электрон в магнитном поле 2

3.6 Проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных проводников с током 2

3.7 Закон электромагнитной индукции 2

3.8 ЭДС индукции в контуре 2

3.9 Принцип Ленца 2

3.10 Преобразование механической энергии в электрическую 2

3.11 Преобразование электрической энергии в механическую 2

3.12 Потокосцепление и индуктивность катушки 2

3.13 ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля 2

4. Основные понятия переменного тока 1

4.1 Определение, получение и изображение переменного тока 2

4.2 Параметры переменного тока 2

4.3 Фаза переменного тока. Сдвиг фаз 2

5. Однофазные электрические цепи 1

5.1 Особенность электрических цепей 2

5.2 Цепь с активным сопротивлением 2

5.3 Цепь с индуктивностью 2

5.4 Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью 2

5.5 Цепь с емкостью 2

5.6 Цепь с активным сопротивлением и емкостью 2

5.7 Цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью 2

6. Трехфазные электрические цепи 1

6.1 Принцип получения трехфазной ЭДС. Основные схемы соединения трехфазных цепей 2

6.2 Соединение трехфазной цепи звездой. Четырех- и трехпроводная цепи 2

6.3 Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой 2

6.4 Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи 2

6.5 Соединение нагрузки треугольником. Векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями 2

Глава 1. Электрическое поле

1.1 Определение и изображение электрического поля

Электрические свойства тел объясняются присутствием в них заряженных частиц. Такие частицы, как электрон и протон, имеют равные по абсолютному значению заряды, при этом заряд электрона отрицателен, а заряд протона положителен. Указанные частицы вместе с нейтронами входят в состав атомов вещества, однако они могут находиться и в свободном состоянии. Если тело заряжено, то в нем преобладают положительные или отрицательные заряды; если число тех и других зарядов одинаково, то тело в электрическом отношении нейтрально.

Тела с одноименными зарядами отталкиваются, тела с разноименными зарядами притягиваются. Электрически заряженное тело неразрывно связано с окружающим его электрическим полем, через которое и осуществляется взаимодействие электрически заряженных тел.

Электрическое поле — одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.

Из определения электрического поля следует, что оно является силовым или векторным. Для обнаружения и изучения электрического поля используются пробные неподвижные точечные заряженные тела с очень малым положительным зарядом q. Линейные размеры точечных заряженных тел очень малы по сравнению с расстоянием до точек, в которых рассматривается их электрическое поле.

Ввиду малости линейных размеров и значения заряда пробного тела исследуемое электрическое поле практически можно считать неискаженным.

В данной главе будут рассмотрены электростатические поля, т. е. такие, которые создаются неподвижными заряженными телами. Для краткости будем называть их просто электрическими полями.

Рассмотрим электрическое поле уединенного неподвижного точечного заряженного тела с зарядом Q (рис. 1.1, а), расположенного в произвольной точке горизонтальной плоскости.

Рисунок 1.1 Электрическое поле уединенного заряженного тела

П оместим в точку А этой плоскости пробное заряженное тело с зарядом q. Поскольку сила отталкивания, действующая на пробное заряженное тело, лежит на линии, соединяющей центры взаимодействующих заряженных тел, пробное заряженное тело будет перемещаться в радиальном направлении (так же, как и пробное заряженное тело, помещенное в точку В). Помещая пробное заряженное тело в другие точки и продолжая эти рассуждения, получим картину, которая условно изображает электрическое поле с помощью линий, называемых силовыми (рис. 1.1, б). В частном случае уединенного точечного заряженного тела силовые линии представляют собой прямые, проведенные через точку, в которой находится это тело. В общем случае вектор силы, с которой поле действует на пробное заряженное тело в данной точке поля, совпадает с касательной к силовой линии в этой точке.