21) На рамку с током I, помещенную во внешнее однородное магнитное поле с индукцией действует момент сил Момент сил выражается соотношением:

M = I S B sin α = p _m B sin α,

21) На рамку с током I, помещенную во внешнее однородное магнитное поле с индукцией действует момент сил Момент сил выражается соотношением:

где S – площадь рамки, α – угол между нормалью к плоскости рамки и вектором Векторная величина где – единичный вектор нормали, называется магнитным моментом рамки. Направление вектора связано с направлением тока в рамке правилом правого винта.

22) По характеру магнитных свойств все вещества можно разделить на две группы:

ферромагнитные вещества; магнитная проницаемость которых велика. К ним принадлежат железо, сталь, чугун, никель, кобальт и некоторые сплавы (алюминия с никелем и др.);

немагнитные вещества, магнитная проницаемость которых незна­чительно отличается от магнитной проницаемости пустоты. К ним относятся алюминий, медь, олово, ртуть, серебро, дерево, вода и др. Зависимость между В и Н у ферромагнитных материалов обычно выражается графически в виде так называемой кривой намагничи­вания. Для построения кривой по горизонтальной оси обычно от­кладывают напряженность магнитного поля Н в а/м, а/см, а по верти­кальной оси откладывают величину магнитной индукции В в вб/м², вб/м² или гауссах.

Магни́тный моме́нт, магни́тный дипо́льный моме́нт — основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Источником магнетизма, согласно классической теории электромагнитных явлений, являются электрические макро- и микротоки. Элементарным источником магнетизма считают замкнутый ток. Магнитным моментом обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул.

23)Вектор напряженности магнитного поля касателен к поверхности указанной сферы и перпендикулярен к вектору напряженности электрического поля.

Вектор напряженности магнитного поля Н определяет поле, создаваемое внешними по отношению к данному объему тела источниками. В обычной практике магнитных измерений это чаще всего поля, создаваемые различными намагничивающими катушками.

Вектор напряженности магнитного поля, создаваемого линейным током, в любой точке пространства направлен по касательной к окружности с центром в точке расположения тока, принятой за начало координат.

Закон полного тока это закон, связывающий циркуляцию вектора напряженности магнитного поля и ток.

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.

Положительным считается ток, направление которого связано с направлением обхода по контуру правилом правого винта; ток протоивоположного направления считается отрицательным.

24) Граничные условия для электромагнитного поля — это условия, связывающие значения напряжённостей и индукций магнитного и электрического полей по разные стороны от поверхностей, характеризующихся определенной поверхностной плотностью электрического заряда и/или электрического тока.

Приведенные ниже граничные условия следуют из теоремы Гаусса.

Для нормальных составляющих электрической индукции

Для тангенциальных (касательных) составляющих напряжённости электрического поля:

Для нормальных составляющих магнитной индукции:

Для тангенциальных (касательных) составляющих напряжённости магнитного поля:

где — это линейная плотность тока, — нормаль к поверхности, а — поверхностная плотность заряда

25) Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Закон Фарадея

Векторная форма

Потенциальная форма

26) Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I.

27) Уравне́ния Ма́ксвелла — система дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах. Вместе с выражением для силы Лоренца образуют полную систему уравнений классической электродинамики. Уравнения, сформулированные Джеймсом Клерком Максвеллом на основе накопленных к середине XIX века экспериментальных результатов, сыграли ключевую роль в развитии представлений теоретической физики и оказали сильное, зачастую решающее, влияние не только на все области физики, непосредственно связанные с электромагнетизмом, но и на многие возникшие впоследствии фундаментальные теории, предмет которых не сводился к электромагнетизму (одним из ярчайших примеров здесь может служить специальная теория относительности).

28) В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. И наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются катушка, по которой протекает постоянный электрический ток, образуя магнитный поток, называемая обмоткой возбуждения и стальная полюсная система, назначение которой — подвести магнитный поток к катушкам, называемым обмоткой статора, в которых наводится переменное напряжение.

29) Гармоническими называются колебания, для которых изменяющаяся величина зависит от времени по закону синуса или косинуса.
Примеры: колебания груза на пружине при малой силе сопротивления, колебания маятника механических часов.Уравнение гармонических колебаний можно записать в виде:x = A*sin(wt + f₀)

где x - смещение точки от положения равновесия,A - амплитуда колебаний,(wt+f₀) - фаза колебаний,f₀ - начальная фаза,w - частота,
t - время.

30) Гармонический осциллятор (в классической механике) — это система, которая при смещении из положения равновесия испытывает действие возвращающей силы , пропорциональной смещению (согласно закону Гука): где k — положительная константа, описывающая жёсткость системы.

Если — единственная сила, действующая на систему, то систему называют простым или консервативным гармоническим осциллятором. Свободные колебания такой системы представляют собой периодическое движение около положения равновесия (гармонические колебания). Частота и амплитуда при этом постоянны, причём частота не зависит от амплитуды.

Если имеется ещё и сила трения (затухание), пропорциональная скорости движения (вязкое трение), то такую систему называют затухающим или диссипативным осциллятором. Если трение не слишком велико, то система совершает почти периодическое движение — синусоидальные колебания с постоянной частотой и экспоненциально убывающей амплитудой. Частота свободных колебаний затухающего осциллятора оказывается несколько ниже, чем у аналогичного осциллятора без трения.

Если осциллятор предоставлен сам себе, то говорят, что он совершает свободные колебания. Если же присутствует внешняя сила (зависящая от времени), то говорят, что осциллятор испытывает вынужденные колебания.

Механическими примерами гармонического осциллятора являются математический маятник (с малыми углами отклонения), груз на пружине, торсионный маятник и акустические системы. Среди других аналогов гармонического осциллятора стоит выделить электрический гармонический осциллятор

31) Для практики представляет особый интерес случай, когда два складываемых гармонических колебания одинакового направления мало отличаются по частоте. После сложения этих колебаний получаются колебания с периодически изменяющейся амплитудой. Периодические изменения амплитуды колебания, которые возникают при сложении двух гармонических колебаний с близкими частотами, называются биениями.

33) Затухающие колебания — колебания, энергия которых уменьшается с течением времени. Бесконечно длящийся процесс вида в природе невозможен. Свободные колебания любого осциллятора рано или поздно затухают и прекращаются. Поэтому на практике обычно имеют дело с затухающими колебаниями. Они характеризуются тем, что амплитуда колебаний A является убывающей функцией. Обычно затухание происходит под действием сил сопротивления среды, наиболее часто выражаемых линейной зависимостью от скорости колебаний или её квадрата.В акустике: затухание — уменьшение уровня сигнала до полной неслышимости.

34) Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних сил, меняющихся во времени. Наиболее простой и содержательный пример вынужденных колебаний можно получить из рассмотрения гармонического осциллятора и вынуждающей силы, которая изменяется по закону: .

Резона́нс — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.

35) Переме́нный ток — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению.

Резонанс напряжений. При резонансе напряжений индуктивное сопротивление X_Lравно емкостному Х_с и полное сопротивление Z становится равным активному сопротивлению R

Резонанс токов. Резонанс токов может возникнуть при параллельном соединении индуктивности и емкости. В идеальном случае, когда в параллельных ветвях отсутствует активное сопротивление (R₁=R₂ = 0), условием резонанса токов является равенство реактивных сопротивлений ветвей, содержащих индуктивность и емкость.

36) Автоколеба́ния — незатухающие колебания в диссипативной динамической системе с нелинейной обратной связью,поддерживающиеся за счёт энергии постоянного, то есть непериодического внешнего воздействия.^[1]Автоколебания отличаются от вынужденных колебаний тем, что последние вызваны периодическим внешним воздействием и происходят с частотой этого воздействия, в то время как возникновение автоколебаний и их частота определяются внутренними свойствами самой автоколебательной системы.

37) Волновое уравнение в математике — линейное гиперболическое дифференциальное уравнение в частных производных, задающее малые поперечные колебания тонкой мембраны или струны, а также другие колебательные процессы в сплошных средах (акустика, преимущественно линейная: звук в газах, жидкостях и твёрдых телах) и электромагнетизме (электродинамике). Находит применение и в других областях теоретической физики, например при описании гравитационных волн.

38) Область частот в которой скорость убывает с увеличением частоты, называется областью нормальной дисперсии, а область частот, в которой при увеличении частоты скорость также увеличивается, называется областью аномальной дисперсии.Дисперсия волн наблюдается, например, при распространении радиоволн в ионосфере, волноводах.При распространении световых волн в веществе также имеет место дисперсия света (зависимость абсолютного показателя преломления от частоты света). Если вещество прозрачно для некоторой области частоты волн, то наблюдается нормальная дисперсия, а если интенсивно поглощает свет, то в этой области имеет место аномальная дисперсия.В результате дисперсии узкий параллельный пучок белого света, проходя через призму из стекла или другого прозрачного вещества уширяется и образует на экране, установленном за призмой радужную полоску, называемую диспорсионным спектром.Для световых волн единственной недиспергирующей средой является вакуум.

40) Вектор Пойнтинга (также вектор Умова — Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля,одна из компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить черезвекторное произведение двух векторов: (в системе СИ),

где E и H — векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно. (в комплексной форме)^[1],где E и H — векторы комплексной амплитуды электрического и магнитного полей соответственно.

Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компоненты E и H непрерывны (см. граничные условия), то вектор S непрерывен на границе двух сред.

Дата добавления: 2015-11-04