Электричество, электродинамика. Электромагнитная картина мира Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция № 7.

Трудами выдающихся ученых была создана электромагнитная картина мира. Срели них; М,В. Ломоносов 1711-1765 гг, Луиджи Гальвани 1737-1798гг., Огюст Кулон 1736-1806гг., Александрио Вольт 1745-1827гг., Андре Ампер 1775-1836гг., Ганс Эрстед 1777-1851гг., Георг Ом 1787-1854гг., Майкл Фарадей 1791-1867гг., Эмиль Ленц 1804-1865гг., Густав Кирхгоф 1824-1887гг., Джеймс Максвелл 1831-1879гг. Генрих Герц 1857-1894гг., Александр Попов 1859-1906гг., Томас Эдисон 1847-1931гг., Макс Планк 1858-1947 гг., Николо Тесла 1856-1943гг, и другие.

Особенности электромагнитной картины мира.

В отличии от механистической картины мира, основанной на применении законов механики, в электромагнитную картину мира входят неизвестные в механике положения и законы. Вот важнейшие из них.

1. Понятие материи включает электрические, магнитные и гравитационные поля, обладающие массой, энергией взаимодействием на малых и больших расстояниях.

2. Существуют положительные и отрицательные электрические заряды. Каждый заряд создает вокруг себя электрическое поле, напряженность которого убывает пропорционально квадрату расстояния от заряда.

3. Электрические заряды взаимодействуют между собой по закону Кулона. Перемещение зарядов в электрическом поле требует затрат энергии пропорционально величине заряда и напряженности поля.

4. Движение электрических зарядов создает электрический ток, который порождает магнитное поле.

5. Не существует магнитных зарядов. Магнитные поля порождаются электрическим током или переменными электрическими полями.

6. Электрические и магнитные поля взаимосвязаны магнитной индукцией. Переменное магнитное поле или движение проводника поперек магнитных силовых линий порождает в проводнике электрический ток.

7. Электромагнитные поля и взаимодействия между ними распространяется со скорость света. Скорость света в вакууме ровна 299793 км /сек, является предельной скоростью перемещения любой массы или физического тела. Она достижима только для квантов электромагнитного излучения.

8. Возможно превращение массы в излучение, реакция аннигиляции и появление материальной частицы при столкновении квантов, реакция матерелизации. Масса и энергия способны к взаимопревращению, что противоречит механистическому закону их сохранения, но подчиняется более общему закону сохранения массы и энергии.

7.1 Электростатика

Обозначения. q-величина заряда, кулон.  - диэлектрическая проницаемость. .  - магнитная проницаемость. r–расстояние между телами, метр, см. u -напряжение, разность потенциалов между двумя точками, вольт. Е-напряженность электрического поля, вольт/метр. H -напряженность магнитного поля, гаусс, эрстед. R -сопротивление электрической цепи, ом. I –сила тока в цепи, ампер. С- скорость света =299793 км/сек в вакууме.

Закон Кулона. F = q1*q2/ *r - сила взаимодействия электрических зарядов q1, q2 на расстоянии –r, равна произведению зарядов деленному на квадрат расстояния между ними.

Вокруг электрического заряда возникает электрическое поле. Оно характеризуется напряженностью –Е, Плотностью энергии-W Работой по переносу заряда –А, по формулам;

Ен = q / * r- напряженность электрического поля заряда –q на расстоянии –r.

W = Е/ 8* -плотность энергии электрического поля .

А = (u2 –u1) *q – работа при переносе заряда - q от напряжения u1 до u2

Силовые линии положительного, отрицательного одиночных зарядов и электрического диполя состоящего из положительного и отрицательного зарядов, расположенных на некотором расстоянии –d, двух одноименных зарядов и заряженной пластины показаны на рис.22

Рис. 22 Силовые линии одиночных зарядов и электрического диполя и конденсатора.

Каждое тело может хранить только определенный заряд при повышении напряжения.

Электрическая емкость тела –С, с зарядом-q и напряжением -U, определяется по формуле :

C=q/U - измеряется в фарадах.

В электротехнике используются специальные устройства для хранения зарядов - конденсаторы. В простейшем случае это две проводящие пластины, разделенные воздушным зазором и заряженные положительным и отрицательным зарядом от полюсов батареи. Обозначение конденсатора показано на схеме ниже. Емкость конденсатора определяется площадью пластин деленной на расстояние между ними. Конденсаторы имеются почти во многих электрических устройствах, особенно в радиосхемах и микросхемах.