- •Электрический диполь. Расчет напряженности электрического поля, созданного диполем. Силы, действующие на диполь в электрическом поле.
- •Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков, поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Напряженность электрического поля в диэлектрике.
- •Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и на его поверхности. Поверхностная плотность заряда. Напряженность поля на поверхности проводника на примере заряженной сферы.
- •Энергия электростатического поля, объемная плотность энергии. Расчет энергии поля, созданного заряженной сферой радиусом r с зарядом q.
- •Постоянный электрический ток, условия его существования и поддержания. Основные характеристики тока. Закон Ома. Обобщенный закон Ома, падение напряжения. Эдс и ее физический смысл.
- •Магнитное поле. Магнитная индукция как силовая характеристика магнитного поля.
- •Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции для магнитного поля. Магнитное поле, созданное прямолинейным проводником конечной длины с током. Поле прямого бесконечного проводника с током.
- •Магнитное поле на оси витка с током. Магнитный момент витка (контура) с током. Контур с током во внешнем магнитном поле.
- •Закон полного тока в вакууме. Расчет магнитной индукции бесконечного проводника с током, длинного соленоида и тороида.
- •Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Эффект Холла.
- •Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (Закон Ампера). Взаимодействие длинного прямого тока и квадратной рамки, обтекаемой током.
- •Магнитный поток. Работа при перемещении проводника и контура с током в магнитном поле.
- •Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея-Максвелла для электромагнитной индукции. Эдс индукции, индуцированный ток, индуцированный заряд.
- •Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля. Расчет энергии магнитного поля.
- •Магнитное поле в веществе. Физическая природа микротоков. Типы магнетиков. Свойства диа- и парамагнетиков.
- •Намагниченность. Магнитная восприимчивость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.
- •Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Точка Кюри.
- •Электрическое и магнитное поля на границе раздела двух сред. Физический смысл этих условий.
- •Система уравнений Максвелла в интегральной форме для электромагнитного поля.
- •Электрические колебания в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний.
- •Затухающие электрические колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент колебаний. Апериодический процесс.
- •Индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление. Полное сопротивление цепи. Резонанс токов.
- •Плоская электромагнитная волна, ее свойства. Волновое уравнение.
-
Затухающие электрические колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент колебаний. Апериодический процесс.
Затухающие электрические колебания – колебательный процесс, происходящий в контуре при наличии резистора с омическим сопротивлением .
,
,
,
,
,
,
– коэффициент затухания,
,
, – дифференциальное уравнение затухающих колебаний.
Решение:
,
– частота затухающих колебаний,
.
,
– время, за которое амплитуда колебаний уменьшается в раз.
,
,
коэффициент затухания равен величине, обратной времени, за которое амплитуда колебаний уменьшается в раз.
,
,
логарифмический декремент колебаний – величина, обратная числу колебаний , в течение которых амплитуда колебаний уменьшается в раз.
Критическое сопротивление – максимальное сопротивление контура, при котором еще возможно возникновение колебаний,
при , , , , колебания прекращаются – апериодический процесс.
НЕ НУЖНО
при решение:
,
– частота затухающих колебаний,
.
Условный период колебаний:
.
,
.
-
Вынужденные электрические колебания в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение. Частное решение. Амплитуда вынужденных колебаний. Сдвиг фаз между внешней ЭДС и напряжением на обкладках конденсатора. Явление резонанса. Резонанс напряжений.
Вынужденные электрические колебания – колебательный процесс, происходящий в контуре под действием внешнего периодически изменяющегося воздействия.
,
,
,
,
,
,
,
,
, – дифференциальное уравнение вынужденных колебаний,
Частное решение:
.
Амплитуда вынужденных колебаний:
,
,
.
Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при определенной частоте внешнего воздействия, равной частоте собственных колебаний.
Резонанс напряжений – явление резонанса в последовательном колебательном контуре. Сопротивление контура становится чисто активным.
НЕ НУЖНО
,
,
,
,
,
Резонансная частота внешнего воздействия:
.
-
Индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление. Полное сопротивление цепи. Резонанс токов.
,
,
– полное сопротивление контура,
– емкостное сопротивление,
– индуктивное сопротивление,
– активное сопротивление контура,
– реактивное сопротивление контура.
Резонанс токов – явление резонанса в параллельном колебательном контуре (параллельное соединение конденсатора, активного сопротивления и катушки индуктивности).
НЕ НУЖНО
,
-
Плоская электромагнитная волна, ее свойства. Волновое уравнение.
Электромагнитные волны – электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве.
Уравнение плоской волны, распространяющейся вдоль оси :
.
Свойства:
-
Источники электромагнитных волн – изменяющиеся во времени электрические заряды и электрические токи.
-
Уравнение плоской электромагнитной волны:
-
Электромагнитные волны являются поперечными:
,
,
.
-
В непроводящей среде колебания векторов напряженностей электрического и магнитного полей происходят в одной и той же фазе.
-
Связь амплитуд колебания векторов напряженностей электрического и магнитного полей:
.
-
Скорость распространения электромагнитной волны в однородной непроводящей среде зависит от диэлектрических и магнитных свойств среды:
.
-
Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме является фундаментальной константой:
.
Волновое уравнение – дифференциальное уравнение, решением которого является уравнение волны.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
оператор Лапласа:
,
, – волновое уравнение.