Список питань до модуля по курсу «фізичні основи інформаційних систем»

1. Електричний заряд. Електричне поле. Закон Кулона. Напруженість та індукція електричного поля.

2. Потік вектора напруженості та індукції електричного поля. Теорема Остроградського-Гауса.

3. Розрахунок електричного поля всередині рівномірно зарядженої кулі за допомогою теореми Остроградського-Гауса.

4. Розрахунок електричного поля ззовні рівномірно зарядженої кулі за допомогою теореми Остроградського-Гауса.

5. Розрахунок електричного поля рівномірно зарядженої прямої за допомогою теореми Остроградського-Гауса.

6. Розрахунок електричного поля рівномірно зарядженої площини за допомогою теореми Остроградського-Гауса.

7. Теорема про циркуляцію вектора напруженості електричного поля. Потенціал. Зв'язок між напруженістю і потенціалом.

8. Потенціал поля рівномірно зарядженої кулі.

9. Потенціал поля нескінченної рівномірно зарядженої прямої.

10. Потенціал поля нескінченої рівномірно зарядженої площини.

11. Провідники в електричному полі. Електроємність відокремленого провідника.

12. Конденсатори. Електроємність плоского, циліндричного та сферичного конденсаторів.

13. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків.

14. Електричний струм. Закон Ома для ділянки кола. Закон Ома в диференціальній формі.

15. Закон Джоуля-Ленца.

16. Магнітне поле і його характеристики. Магнітний момент контура.

17. Закон Біо-Савара-Лапласа для елемента струму. Магнітне поле прямолінійного та колового струмів.

18. Теорема про циркуляцію вектора .

19. Дія магнітного поля на струм, закон Ампера. Сила Лоренца.

20. Магнітний потік.

21. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея, правило Ленца.

22. Магнітне поле в речовині.

23. Фізичні основи принципу запису на магнітний носій та читання з нього.

24. Пам’ять на магнітній стрічці (стрімер). Пам’ять на магнітній дротині.

25. Технологія запису даних на магнітну стрічку.

26. Способи запису даних на магнітну стрічку.

27. Пам’ять на магнітних осердях. Схема передачі інформації між кільцями.

28. Приклад логічної схеми на феритових кільцях.

29. Пам’ять на магнітних дисках.

30. Технологія підвищення щільності запису AFC.

31. Накопичувач на гнучких магнітних дисках. Накопичувач на змінних жорстких дисках.

32. Пам’ять на циліндричних магнітних доменах (ЦМД). Застосування ЦМД.

33. Види головок запису/читання. Індукційні та феритові головки.

34. Види головок запису/читання. Головки з металом в зазорі та тонкоплівкові головки.

35. Види головок запису/читання. Магніторезистивні головки.

36. Види головок запису/читання. Гігантські магніторезистивні головки.

37. Явище зміни магнітоопору як принцип роботи магніторезистивних головок.

38. Системи магнітного запису інформації:

    • паралельна, перпендикулярна, термоасистована, патернована.

1) Електричний заряд. Електричне поле. Закон Кулона. Напруженість та індукція електричного поля. Принцип суперпозиції електричних полів

Всі тіла в природі складаються з елементарних частинок, які можна розділити на три групи : частинки з позитивним електричним зарядом, частинки з негативним електричним зарядом і незаряджені або електронейтральні частинки. До позитивно заряджених елементарних частинок відносяться протони, до негативно заряджених – електрони. Однойменні електричні заряди між собою відштовхуються, різнойменні – притягуються.

З акон Кулона: сила взаємодії двох точкових нерухомих електричних зарядів прямо пропорційна добуткові цих зарядів, обернено пропорційна квадратові відстані між ними і напрямлена вздовж прямої, яка сполучає ці заряди:

,

д е – радіус-вектор, проведений від заряду до заряду , – електрична стала, – діелектрична проникність середовища. Для вакууму . В скалярній формі закон Кулона можна представити у вигляді :

.

Однією з основних одиниць в системі СІ, яка характеризує електричні явища, є одиниця сили струму 1А. Одиниця вимірювання електричного заряду 1Кл в системі одиниці СІ є похідною одиницею. Одиниця вимірювання електричного заряду 1Кл рівна електричному зарядові, який проходить через поперечний переріз провідника за 1с при силі постійного струму в провіднику 1А.

Е лектричні заряди взаємодіють між собою через особливу матеріальну субстанцію яка називається електричним полем. Напруженістю електричного поля називається векторна фізична величина рівна силі з якою електричне поле діє на одиничний позитивний точковий заряд, вміщений в дану точку поля:

.

Напруженість електричного поля створеного точковим електричним зарядом рівна:

.

Модуль вектора напруженості електричного поля точкового заряду рівний: 1Н/Кл.

Я кщо електричне поле створене системою нерухомих електричних зарядів, то напруженість результуючого електричного поля в кожній точці простору можна визначити згідно із принципом суперпозиції електричних полів: напруженість електричного поля створеного системою нерухомих електричних зарядів рівна векторній сумі напруженостей полів, створених кожним із зарядів зокрема:

Для геометричного зображення електричного поля користуються силовими лініями або лініями напруженості електричного поля. Силовою лінією електричного поля називається така лінія, в кожній точці якої вектор напруженості є дотичним до самої лінії. На рис.3.2.а і 3.2.б зображено силові лінії точкових зарядів, а на рис.3.2.в і 3.2.г – системи різнойменних і однойменних точкових зарядів:

Г

Рис.3.2

устина силових ліній характеризує величину напруженості електричного поля. Величина напруженості поля пропорційна числу силових ліній, які перетинають одиничну площадку, перпендикулярну до ліній напруженості.

Електричною індукцією (електричним зміщенням) називається векторна фізична величина, яка пропорційна до напруженості, не залежить від діелектричних властивостей середовища і визначається рівністю:

(3.7)Індукція електричного поля створеного точковим зарядом рівна: (3.8)

Модуль вектора індукції електричного поля точкового заряду рівний:

.