14. Закон Гука
Закон Гука- уравнение теории упругости, связывающее напряжение и деформацию упругой среды. Дельта L=FL/ES, где дельта L-абсолютное удлинение, L-длина образца, F-сила растяжения, E-модуль упругости, S-площадь образца.
Модуль Юнга Е (модуль упругости) - физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации; отношение напряжения, возникающего при растяжении тела, к удлинению, вызванному этим напряжением. Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:
где:
E — модуль упругости
F — сила
S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы,
l — длина деформируемого стержня,
x — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина l).
15. з-он Ома
Если ток является синусоидальным с циклической частотой ω, а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:
где:
U = U0eiωt — напряжение или разность потенциалов,
I — сила тока,
Z = Re−iδ — комплексное сопротивление (импеданс),
R = (Ra2 + Rr2)1/2 — полное сопротивление,
Rr = ωL − 1/(ωC) — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
δ = − arctg (Rr/Ra) — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.
Реактивное сопротивление – это сопротивление катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Величина реактивного сопротивления уже зависит от частоты тока. Так на постоянном токе реактивное сопротивление конденсатора устремляется к бесконечности, а дросселя наоборот – к нулю (без учета активной составляющей сопротивления провода).
С изменением частоты тока электрическое сопротивление конденсатора изменяется, по закону:
Xc = 1/2pfC2
где Xc – сопротивление, Ом; f – частота, Гц; С – емкость, Ф.
Электрическое сопротивление конденсатора переменному току можно измерить. Зная сопротивление и частоту тока, легко по формуле вычислить емкость. Кроме того, если в электрической цепи стоит конденсатор происходит сдвиг фаз напряжения и тока. Причем ток опережает напряжение на величину 90°.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности с увеличением частоты возрастает:
XL = 2pfL
где XL – сопротивление катушки, Ом; f – частота, Гц; L – индуктивность, Гн.
Индуктивность дросселя легко вычисляется по известному сопротивлению и заданной частоте тока. При этом фазы напряжения и тока на катушке индуктивности сдвигаются относительно друг друга, и теперь ток отстает от напряжения на 90°.
Для измерения реактивного сопротивления емкости и индуктивности потребуется, прежде всего, переменный ток синусоидальной формы. С задачей программного генератора с легкостью может справиться звуковая плата компьютера. Другая проблема – определение величины электрического сопротивления измеряемого элемента. Но оказывается и эту задачу можно решить программным путем, с помощью той же звуковой платы, не прибегая к специальным аналого-цифровым преобразователям
16. Электрический диполь
Электрический
диполь. Система
состоящая из 2 равных противоположных
по знаку точечных эл зарядов расположенных
на нек расстоянии друг от друга(плечо
диполя) основная хар. Дипольный момент
p=ql. Диполь Явл источником поля. Потенциал
в точке удаленной от зарядов на расстоянии
r и r1
Если
диполь эл момент которого p в точке
равноудаленной от эл диполя то плечо
диполя мало. Разность потенциалов 2
точек поля и диполя зависит от синуса
половинного угла под которым видны эти
точки и проекции эл момента диполя
напрямую соед эти точки. Yв-Yа=1/4пEE0 * p/r2
*2син
бетта/2* cosальфа.
17. Токовый монополь
Токовый монополь- единичный источник электрического потенциала. Вывод формулы потенциала поля токового монополя в бесконечно проводящей среде:j= - 1/π * dφ( «фи»)/ dr
Где j- плотность электрического поля Р(пи) –удельное сопротивление среды, r- расстояние до униполя.
Токовый диполь- это совокупность двух равных по абсолютной величине разноимённых точечных зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Потенциал поля убывает на значительных расстояниях r от него пропорционально 1/r(в степени l), l=1, значит конечная формула равна 1/r(в квадрате).
Электрическое поле токового диполя:
