Примеры решения задач по электротехнике, физике

Математика Решение задач типового задания из учебника Кузнецова
Примеры решения задач
Функции комплексного переменного
Ряд Тейлора
Ряд Лорана
Сингулярный интеграл
Аналитическая геометрия
Найти общий интеграл дифференциального уравнения
Вычислить пределы числовых последовательностей
Исследовать на сходимость числовые ряды
Алгебра матриц
Физика
Теория электрических цепей
Лабораторные работы по электротехнике и физике
Электродинамика
Электрический заряд
Электрическое поле в вакууме
Работа электрических сил
Потенциал электростатического поля
Графическое изображение электростатического поля
Практическое занятие по физике
Теория электрических цепей
Тепловое излучение
Специальная теория относительности

Законы фотоэффекта

Теория атома водорода по Бору
Волновые свойства микрочастиц
Контрольная работа № 1
Уравнение Шредингера
Квантовая модель атома водорода
Многоэлектронные атомы. Принцип Паули

Квантовая теория свободных электронов в металле

Нерелятивистская квантовая механика
Атомное ядро. Закон радиоактивного распада.
Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.
Лекции и конспекты по физике
Машины постоянного тока
Элементы зонной теории твердого тела
Расчет мостового выпрямителя с фильтром
Полупроводники
Высокочастотные полевые транзисторы
Основные уравнения электродинамики
Распространение волн в реальных диэлектриках
Понятие о магнитном токе

Векторы электромагнитного поля

Закон электромагнитной индукции
Теорема Гаусса в дифференциальной форме
Векторные операции в различных системах координат
Силовые линии и эквипотенциальные поверхности
Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.
Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
Плоскопараллельное поле
Ёмкость
Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров
Формулы Максвелла
Ротор (вихрь)
Электрическое поле в проводящей среде
Магнитное поле постоянных токов
Расчет магнитных экранов
Энергия магнитного поля
Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде
Плоская волна в проводящей среде
Теорема Умова-Пойнтинга
Поверхностный эффект
Атомная физика
Атомные ядра

РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
История мирового искусства
Искусство древнего мира
Современное искусство
История искусства в России
 
Архитектура ПК
 

Электродинамика

Перед изучением электродинамики ещё раз обратим внимание на некоторые процедуры научного описания, знание которых весьма полезно при освоении предметного материала.

Электрический заряд Истоки учения об электромагнетизме начинаются в городе Милете, где в VI в. до Р.Х. местный натурфилософ Фалес наблюдал как янтарь, потёртый о шерсть, притягивал лёгкие предметы, а "магнесийский камень" (магнит) притягивал кусочки железа.

Электрическое поле в вакууме. Напряжённость электрического поля Основной закон электростатики, закон Кулона, даёт количественное описание силового взаимодействия двух точечных зарядов. Согласно принципу причинности, это взаимодействие есть следствие каких-то скрытых причин. Надо придумать такую причину и количественно её описать с использованием измерительных процедур - в этом случае причина становится физической.

Работа электрических сил

Потенциал электростатического поля

Графическое изображение электростатического поля Из изученного материала следует, что для решения задач электростатики достаточно знать физические модели объектов, их математические образы, основные уравнения и математические операции

 

Практическое занятие по физике

Тема: Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина.

Тема: Специальная теория относительности. Цель занятия: Вывести преобразования Лоренца, рассмотреть законы релятивистской динамики и их следствия.

Тема: Законы фотоэффекта. Эффект Комптона. Цель занятия: Изучить законы квантовой теории излучения.

Тема: Теория атома водорода по Бору. Цель занятия: Рассчитать характеристики траектории электрона в водородном атоме.

Тема: Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Цель занятия: Ознакомиться с волновыми свойствами микрочастиц и правилами расчёта длины волны де Брой.

Тема: Контрольная работа № 1.

Тема: Уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для стационарных состояний. Цель занятия: Ознакомить студентов с основами квантовой механики.

Тема: Квантовая модель атома водорода. Квантовые числа. Цель занятия: Ознакомить студентов с особенностями движения микрочастиц.

Тема: Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Теория теплоемкости по Эйнштейну. Цель занятия: Рассмотреть основы квантовой теории системы частиц.

Тема: Квантовая теория свободных электронов в металле. Цель занятия: Изучить особенности квантовой теории теплоёмкости.

Семинарское занятие Тема: “Нерелятивистская квантовая механика” (коллоквиум) Цель занятия: Проверить степень усвоения квантовой теории.

Тема: Атомное ядро. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. Цель занятия: Изучить законы радиоактивного распада.

Тема Ядерные реакции. Цель занятия: Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.

Лекции и конспекты по физике

Векторы электромагнитного поля. Далеко не всегда при анализе электромагнитных явлений могут быть использованы понятия об электрической и магнитной цепях, хотя бы даже для получения приближенного решения. В качестве параметра, с помощью которого производится классификация задач на задачи теории поля и теории электрических цепей выступает длина волны

Закон электромагнитной индукции – второе уравнение Максвелла. Закон электромагнитной индукции открыт Фарадеем в 1831 г. Он гласит: в цепи, охватывающей изменяющийся во времени магнитный поток, возникает Э.Д.С., пропорциональная

скорости изменения потока

Теорема Гаусса в дифференциальной форме

Векторные операции в различных системах координат. Ценность записи уравнений поля в векторной форме заключается в том, что такая запись не зависит от выбора системы координат. Однако выражения для составляющих rot и div некоторого вектора  получаются различными в разных системах координат.

Силовые линии и эквипотенциальные поверхности

Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков. Емкость. Энергия электростатического поля.

Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики

Плоскопараллельное поле. Задача расчета весьма упрощается, если все величины, характеризующие поле, зависят только от двух координат. Такому условию удовлетворяет поле системы из нескольких бесконечно длинных параллельных друг другу цилиндрических проводов с зарядами, равномерно распределенными по их длине

Ёмкость. Если два каких – либо проводящих тела разделены диэлектриком и несут на себе равные по величине и противоположные по знаку заряды q1=q2=q,то в пространстве между ними создаётся электрическое поле

Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров. Решенная в предыдущем разделе задача для двух линейных проводов даёт возможность найти поле между двумя параллельными несоосными цилиндрами, имеющими круглые сечения различных радиусов R1 и R2 .

Формулы Максвелла для определения потенциалов, зарядов и емкостей в системе проводников. Метод зеркальных изображений. Расчет поля заряженных проводников, расположенных вблизи плоских поверхностей, ограничивающих проводящую среду, сводится при помощи метода зеркальных изображений к расчету поля нескольких проводников при отсутствии проводящей среды.

Ротор (вихрь). Дифференциальная форма условия потенциальности электростатического поля. Электрическое поле постоянного тока. Законы Ома, Кирхгофа и Джоуля- Ленца в дифференциальной форме. Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде. Граничные условия на поверхности раздела двух проводящих тел.

Электрическое поле в проводящей среде Внутри проводников, по которым проходит электрический ток, также соответствует электрическое поле

Магнитное поле постоянных токов

Расчет магнитных экранов. Много различных задач на расчет МП возникает при магнитной записи звука, а также при магнитной дефектоскопии. Магнитная дефектоскопия позволяет по картине МП судить о наличии раковин, трещин и других дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов. Широко она распространена в железнодорожном транспорте при контроле целостности рельсов железнодорожного пути.

Энергия магнитного поля

Пример По прямому цилиндрическому проводу круглого сечения протекает ток I. Радиус провода a

Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде

Плоская волна в проводящей среде Рассмотрим распространение плоской электромагнитной волны в проводящей среде, которая простирается теоретически в бесконечность.

Теорема Умова-Пойнтинга В 1847 г. Русский ученый Николай Алексеевич Умов (1846 – 1915) защитил в Московском университете докторскую диссертацию на тему: “О движении энергии в упругих средах” Идеи Н.А. Умова оказали серьезнейшее влияние на дальнейшее развитии представлений об энергии. Десять лет спустя эти идеи развил английский физик Пойнтинг в применении к электромагнитному полю. Они и составляют содержание теоремы Умова-Пойнтинга (Теорема описывает энергетические соотношения в поле).

Поверхностный эффект Поверхностным эффектом называют явление, связанное с неравномерным распределением по сечению проводника плотности тока проводимости, векторов E, H, B, а также магнитного потока. Поверхностный эффект наблюдают при прохождении переменного тока или изменении во времени внешнего магнитного потока.

ХАРАКТЕРИСТИКИ АТОМНЫХ ЯДЕР Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, которые имеют одинаковый спин   и почти равные массы. Общее название этих частиц - нуклоны. Физические свойства ядра определяются зарядовым числом (порядковым номером) Z, равным числу протонов в атомном ядре, и числом нейтронов N. Число А всех нуклонов в ядре называется массовым числом.

Пример Считая, что ядро  моделируется однородно заряженным шаром, оценить потенциал электрического поля в точке, расположенной на поверхности ядра.

РАДИОАКТИВНОСТЬ. ПРОХОЖДЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО Радиоактивностью называется свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав (заряд, массовое число). При этом испускаются элементарные частицы или ядерные фрагменты. К числу радиоактивных процессов относят: испускание ядром электрона (b - распад), испускание позитрона (b+ - распад), захват ядром электрона из оболочки атома (К – захват), спонтанное деление ядра, вылет ядра гелия (a - распад) и другие виды распадов.

Пример 7 Точечный радиоактивный источник  находится в центре свинцового контейнера с толщиной стенок х = 1см и наружным радиусом R = 20 см. Определить максимальную активность источника, который можно хранить в контейнере, если допустимая плотность потока γ квантов при выходе из контейнера равна 8.106 с-1м-2. Учесть, что при каждом акте распада ядра  испускается два γ кванта, средняя энергия которых = 1,25 МэВ.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ Ядерной реакцией называется процесс, идущий при столкновении ядра или элементарной частицы с другим ядром, в результате которого меняется нуклонный состав исходного ядра, а также появляются новые частицы среди продуктов реакции. При записи ядерной реакции слева пишется сумма исходных частиц, затем ставится стрелка, а за ней сумма конечных продуктов.

ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ В современной физике элементарными называются частицы, не являющиеся атомами или их ядрами (исключение составляет протон). Кроме протонов к ним относятся фотоны, электроны, нейтроны, мезоны, гипероны – всего более 350 названий частиц. Благодаря новым открытиям их число продолжает расти.