Материал: Электричество и магнетизм. Курс лекций. Стрелядкин

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................		5
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ ..................................................................		5
1.1. Атомистичность заряда. Электростатическое поле. Закон сохранения заряда ........		5
1.2. Вектор напряжённости электрического поля. Силовые линии. Принцип
суперпозиции......................................................................................................................................		6
1.3. Поток вектора напряженности.......................................................................................		8
1.4. Теорема Остроградского - Гаусса для электростатического поля в вакууме .........		10
1.5. Работа сил электростатического поля .........................................................................		11
1.6. Потенциал поля точечного заряда. Потенциал, создаваемый системой зарядов ...		12
1.7.	Разность потенциалов ...................................................................................................	13
1.8. Напряжённость электростатического поля как градиент потенциала .....................		14
1.9. Циркуляция вектора напряжённости ..........................................................................		15
1.10. Эквипотенциальные поверхности .............................................................................		16
1.11. Электрический диполь................................................................................................		16
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ...................................................		17
2.1. Типы диэлектриков. Свободные и связанные заряды. Диполь. Полярные и
неполярные диэлектрики.................................................................................................................		17
2.2. Вектор поляризации диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая
проницаемость среды ......................................................................................................................		18
2.3. Теорема Остроградского – Гаусса для поля в диэлектрике. Связь векторов
смещения, напряжённости и поляризации ....................................................................................		21
2.4. Сегнетоэлектрики..........................................................................................................		22
3. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ......................................................		23
3.1. Распределение зарядов в проводнике. Поле внутри проводника и у его
поверхности ......................................................................................................................................		23
3.2. Электроёмкость .............................................................................................................		25
3.4. Постоянный электрический ток и его характеристики .............................................		27
3.5. Закон Ома для однородного участка цепи..................................................................		28
3.6. Сторонние силы. Электродвижущая сила (эдс ) ........................................................		28
3.7. Закон Ома для неоднородного участка цепи..............................................................		29
3.8. Закон Ома для полной цепи (замкнутой)....................................................................		30
3.9. Закон Жжоуля - Ленца..................................................................................................		30
3.10. Закон ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме ....................................		31
3.11. Правила Кирхгофа.......................................................................................................		31
4. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ..........................................................................		32

4.1. Закон Био-Савара-Лапласа ...........................................................................................	32
4.2. Магнитное поле, создаваемое бесконечным прямым током ....................................	35
4.3. Поле в центре кругового тока ......................................................................................	35
4.4. Поле на оси кругового тока..........................................................................................	36
4.5. Теорема о циркуляции для магнитного поля .............................................................	36

4.6.Относительный характер электрической и магнитной составляющей

электромагнитного поля..................................................................................................................	38
4.7. Закон Ампера.................................................................................................................	39
4.8. Взаимодействие параллельных проводников с током...............................................	39
4.9. Действие магнитного поля на рамку или колечко с током .......................................	40
4.10. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.......................................	41
4.11. Работа по перемещению проводника или рамки с током в магнитном поле........	42
4.12. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение
заряженных частиц в магнитном поле ...........................................................................................	43
5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ, МАГНЕТИКИ ..........................................	44
5.1. Магнитные моменты атомов ........................................................................................	44
5.2. Намагниченность. Микро- и Макротоки ..................................................................	45
5.3. Типы магнетиков: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики .......................	46

5.4. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока (циркуляция вектора

напряженности) для магнитного поля в веществе. Магнитная восприимчивость вещества.

Магнитная проницаемость среды...................................................................................................					46
5.5. Явление электромагнитной индукции. Законы Фарадея и Ленца............................					47
ток создает магнитное поле.................................................................................................					47
5.6. Самоиндукция. Индуктивность. Токи замыкания и размыкания.............................					48
5.7. Взаимная индукция. Взаимная индуктивность				..........................................................	50
5.8. Энергия магнитного поля .............................................................................................					50
6. КОЛЕБАНИЯ.................................................................................................................					51
6.1.	Единый	подход	к	колебаниям	различной
физической природы........................................................................................................................					51
6.2. Гармонические колебания............................................................................................					52
6.5. Электрический колебательный контур .......................................................................					56
7. ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ. ВЫНУЖДЕННЫЕ ................КОЛЕБАНИЯ					57
7.1. Свободные затухающие колебания. Логарифмический декремент и добротность 57
7.2. Вынужденные колебания. Резонанс ............................................................................					58
7.3. Волны. Образование волн в среде ...............................................................................					60
			3

7.4. Продольные и поперечные волны ...............................................................................					62
7.5. Волновое уравнение. Фазовая и групповая скорости распространения волн					......... 62
8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ...........................................................................					64
8.1. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны в вакууме.......................					64
8.2. Энергия электромагнитных волн. Интенсивность электромагнитных волн...........					65
8.3. Фазовая и групповая скорость электромагнитной волны .........................................					66
ПРИЛОЖЕНИЕ1.	ДОКАЗАТЕЛЬСТВО			ТЕОРЕМЫ
ОСТРОГРАДСКОГО-ГАУССА..................................................................................................					69
ПРИЛОЖЕНИЕ2.	ПРИМЕНЕНИЕ			ТЕОРЕМЫ
ОСТРОГРАДСКОГО – ГАУССА К РАСЧЁТУ ПОЛЕЙ.......................................................					69
ПРИЛОЖЕНИЕ3. ДИПОЛЬ. НАПРЯЖЕННОСТЬ И ПОТЕНЦИАЛ
ПОЛЯ ДИПОЛЯ.............................................................................................................................					74
ПРИЛОЖЕНИЕ4. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В
ГАЗАХ. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯДЫ.
ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ПЛАЗМА. РАБОТА ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ МЕТАЛЛА.
ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ .......................................................................................					75
ПРИЛОЖЕНИЕ5.	ТИПЫ	МАГНЕТИКОВ:	ДИАМАГНЕТИКИ,
ПАРАМАГНЕТИКИ, ФЕРРОМАГНЕТИКИ...........................................................................					77
ПРИЛОЖЕНИЕ6.	НЕКОТОРЫЕ		ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
СООТНОШЕНИЯ ........................................................................................................................					80
ПРИЛОЖЕНИЕ7.	ОСНОВЫ	ТЕОРИИ	МАКСВЕЛЛА		ДЛЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ .............................................................................................					82
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ			...........................................		86
П8.1. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний,				имеющих
одинаковую частоту.........................................................................................................................					86
п8.2. Гармонические осцилляторы. Математический маятник .......................................					87
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………....………93

ВВЕДЕНИЕ

Тему «Электричество и магнетизм» можно разделить на 3 раздела:

1.Электростатика − изучает неподвижные заряды и связанные с ними электрические поля.

2.Постоянный ток и магнетизм − изучает равномерно движущиеся заряды и созданные ими магнитные поля.

3.Электродинамика − изучает неравномерно движущиеся заряды и создаваемые при этом переменные электромагнитные поля.

Целесообразно в самом начале курса остановится на основных свойствах электрических и магнитных полей. В частности, важно знать, чем создаются поля и на что они действуют.

Электрическое поле создаётся зарядами (как неподвижными, так и движущимися), и действует электрическое поле на заряды.

Магнитное поле создаётся движущимися зарядами (или токами) и действует на движущиеся заряды или токи.

Интересные свойства имеются у переменных полей:

Изменение электрического поля приводит к возникновению магнитного поля, и наоборот, изменение магнитного поля приводит к появлению электрического поля. В результате возникают электромагнитные волны.

1.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

1.1Атомистичность заряда. Электростатическое поле. Закон сохранения

заряда

Известно, что в природе существует два вида зарядов: положительные и отрицательные. Заряды одинакового знака отталкиваются, разных знаков – притягиваются. В 1785г. Француз Огюст Кулон сформулировал закон:

Сила взаимодействия между точечными и неподвижными зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон Кулона в вакууме:

F	1		q1 q2	,	(1.1)
F	4π ε		r2	,	(1.1)
12	4π ε	0	r2
		0
где ε0=8,85∙10−12 Кл2/Н∙м2			−	константа, которая	называется
электрической постоянной.
По третьему закону Ньютона силы взаимодействия F12=−F21					всегда равны

по величине и направлены противоположно вдоль линии соединяющей эти заряды (см. рис. 1.1).

Заряды взаимодействуют за счет посредника − электрического поля.

Поле − это материальный носитель взаимодействия между телами (зарядами).

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_индив анализ данных
_РГР № 3