Билет № 1

1. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Закон Ома для участка цепи.

Электрический ток- направленное непрерывное движение свободных электрических зарядов (электронов или ионов). Различают ток проводимости и конвекционный ток. Практическое применение в основном имеет ток проводимости. Ток проводимости –упорядоченное перемещение свободных электронов или ионов ( дрейф) в неподвижных проводниках. Упорядоченное движение зарядов, связанное с перемещением в пространстве заряженного тела называют током проводимости. За техническое направление тока принимают направление дрейфа положительных зарядов.

Ток характеризуется 2-мя величинами: сила тока-I и плотность тока- j

I=dQ/dt; j=dI/dt;

Различают постоянный и переменный ток. Постоянный ток- ток, сила которого с течением времени не изменяется I=Q/t, где Q- заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время t.

Плотность тока j-векторная физическая величина, модуль которой равен отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника. При постоянном токе j=I/S

Плотность тока определяется концентрацией свободных электронов-n, скоростью их дрейфа-v, и зарядом свободной частицы - e. j=nev

Различают скорость дрейфа и скорость тока. Скорость тока – скорость распространения электрического поля, как причины, вызывающей дрейф электронов. Под действием электрического поля источника все электроны в проводнике начинают дрейф почти одновременно. (Скорость распространения электрического поля-300000 км/с ).

Для возникновения и существования тока необходимо достаточное количество свободных зарядов и электрическое поле, которое будет перемещать эти заряды в одном направлении,

т. е. необходимо создать разность потенциалов (напряжение).

Зависимость между силой тока в цепи и разностью потенциалов (напряжением) называется вольтамперной характеристикой. Наиболее простая вольтамперная характеристика для металлов, она была получена в опытах Г.Омом и называется его законом. Закон Ома для участка цепи: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов на концах этого участка: I=GU, где G-коэффициент пропорциональности, называемый электропроводимостью. Величину, обратную электропроводимости называют электрическим сопротивлением –R. Закон Ома для участка цепи чаще записывают в виде: I=U/R.

2. Свободные механические колебания. Параметры колебаний.

Колебательное движение или колебательный процесс – это движение ( процесс ) которое повторяется полностью через равные или почти равные промежутки времени.

Колебательную систему называют осциллятор или вибратор, если говорят о механических колебаниях, то колебательную систему называют ещё маятником.

Полное колебание – один законченный цикл, после которого движение повторяется в том же порядке. Для любой колебательной системы характерно существование некоторого положения устойчивого равновесия, в котором тело находится до тех пор пока внешняя сила не выведет тело из этого состояния. Колебание в данной системе возникнут, если при выведении тела из положения равновесия возникает сила, направленная к положению равновесия и стремящаяся вернуть тело в положение равновесия, при этом трение в системе должно быть небольшим.

Различают свободные (собственные ) колебания и вынужденные колебания. Свободными называют колебания тела, выведенного из положения равновесия и предоставленного самому себе, т. е. это колебания под действием внутренних сил системы, после выведения системы из положения равновесия.

Любое колебательное движение характеризуется следующими величинами:

Мгновенное значение изменяющейся величины, т е. значение величины в данный момент времени, для механических колебаний эту величину обозначают х и называют смещением колеблющейся точки от положения равновесия;

Амплитуда колебания – максимальное значение изменяющейся величины, А ( для механического колебания );

Период Т – время одного полного колебания, измеряется в секундах;

Частота ν – число полных колебаний за одну секунду, измеряется в герцах- Гц, 1 Гц – это одно колебание в секунду, т. е. Гц=с^-1; частота и период обратные величины, т. е.

Т·ν=1;

Циклическая ( круговая ) частота ω – число колебаний за 2π секунд, т. е. ω=2πν или

, измеряется рад/с; Фаза колебания φ=2πνt+φ₀ ,где φ₀- начальная фаза колебания, фаза показывает какая часть периода прошла от момента начала колебания.