|
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Закон Ома для полной цепи Закон Ома для полной цепи |
= IR + Ir | I – сила тока, А ε - ЭДС, электродвижущая сила источника электрической энергии, В (R + r) - полное сопротивление цепи, Ом R – внешнее сопротивление цепи, сопротивление нагрузки, Ом r – внутренне сопротивление цепи, сопротивление источника электрической энергии, Ом IR – падение напряжения на внешней цепи, В Ir - падение напряжения внутри цепи, на источнике электрической энергии, В | |
Разность потенциалов или напряжение на клеммах разомкнутого источника электрической энергии, ЭДС ε | В | = IR + Ir | |
Ток короткого замыкания, I кз | А | I кз = | ε - ЭДС, электродвижущая сила источника электрической энергии, В r – внутренне сопротивление цепи, сопротивление источника электрической энергии, Ом |
последовательное и параллельное соединение
проводников (резисторов).
Последовательное | Параллельное |
R1 R2 R3 | |
Iобщ = I1 = I2 = I3 | Iобщ = I1 + I2 + I3 |
Uобщ = U1 + U2 + U3 | Uобщ = U1 = U 2 = U 3 |
Rобщ = R1 + R2 + R3 |
R 1, 2 = R 1, 2, 3 = |
для m равных сопротивлений ( m – число сопротивлений) | |
Rобщ = mR1 | Rобщ = |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Работа тока на участке цепи без ЭДС, А | Дж | А = А = А = | t – время, с 1 Вт∙ч = 3,6∙10 3 Дж 1 кВт∙ч = 3,6∙10 6 Дж |
Работа сторонних сил в генераторе, А | Дж | А = ε I t | ε – ЭДС генератора, В |
Мощность электрического тока, Р | Вт | Р = Р = Р = Р = | |
Мощность, затраченная на получение электрической энергии в генераторе, Р | Вт | Р = ε I |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Закон Джоуля-Ленца Количество тепла, выделенного проводником с током Q | Дж | Q = Q = Q = | |
Работа выхода электрона из металла, Ав | Дж | Ав = е ∆φ | е – заряд электрона, Кл ∆φ – разность потенциалов, В 1 эВ – электрон-вольт 1 эВ = 1,6∙10 – 19 Дж |
Первый закон Фарадея для электролиза | m = k I t = k Δq | m – масса вещества, выделенного на электроде, кг k – электрохимический эквивалент, кг /Кл t – время, с Δq – количество электричества, прошедшее через электролит, Кл |
Тема 3.4. Магнитное поле.
Основные понятия и величины
Название | Обозначение | Формула | Единица | Основные особенности |
Магнитные полюсы | N - cеверный, S - южный |
|
| Магниты разноименными полюсами притягиваются, а одноименными отталкиваются |
Магнитная индукция | Модуль вектора магнитной индукции B = | Тл | Силовая характеристика магнитного поля, аналогичная вектору напряженности электрического поля | |
Линии магнитной индукции |
|
|
| Линии магнитной индукции всегда замкнуты |
Индуктивность |
L |
| Зависит от размеров проводника, его формы, свойств среды, в которой находится проводник, но не зависит от силы тока, протекающей по данному проводнику |
Фундаментальные опыты
Опыт | Физическое содержание
| Схема опыта |
Эрстеда | Вокруг проводника с током существует магнитное поле
| |
Ампера | Взаимодействие проводников с током
| |
Фарадея | При изменении магнитного поля, пронизывающего замкнутый контур, в нем возникает электрический ток |
Правила
Правило | Определение | Пример |
Буравчика | Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции; если направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением тока в катушке, то направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции внутри катушки; | |
Левой руки | Если левую руку расположить так, что линии магнитной индукции входят в ладонь, а четыре пальца указывают направление тока в проводнике, то отогнутый на 90º большой палец покажет направление действующей на проводник силы.
| |
Ленца | Индукционный ток в замкнутом контуре возникает такого направления, чтобы своим магнитным полем противодействовать причине его вызывающей.
|
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Модуль силы взаимодействия параллельных токов F | Н | F = | μ – относительная магнитная проницаемость μ0 – магнитная постоянная μ0 = 4π∙10 -7 Гн/м I – сила тока, А l – длина провода, м a – расстояние между проводами с токами, м |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Модуль силы Ампера, электромагнитной силы FА | Н | FА = B I l sin α FА max = B I l | В – модуль вектора магнитной индукции, Тл α – угол между направлением тока и направлением магнитной индукции, FА max – максимальное значение силы Ампера, Н |
Модуль магнитной индукции, B | Тл | B = | |
Работа при перемещении проводника в магнитном поле А | Дж | А = FА b = B I l b А = I ∆Φ | b – расстояние перемещения проводника, м ∆Φ – изменение магнитного потока, Вб |
Магнитный поток Φ | Вб | Φ = Bn S Φ = B S cos α | Bn – проекция вектора магнитной индукции на нормаль к поверхности, Тл S – площадь поверхности, м2 α – угол между магнитной индукцией и нормалью к площадке S |
Модуль магнитной индукции прямолинейного тока, B пр | Тл | B пр = | r – расстояние от проводника до заданной точки поля, м |
Модуль магнитной индукции в центре кругового тока, B кр | Тл | B кр = | r – радиус кругового тока, м |
Модуль магнитной индукции поля внутри соленоида, B сол | Тл | B сол = | N – число витков, l – длина соленоида, м |
Магнитный поток соленоида, Ф сол | Вб | Ф сол = | S – площадь поперечного сечения соленоида, м2 I · N – число ампер-витков соленоида, намагничивающая сила, А |
Модуль напряжённости магнитного поля, Н | А /м | Н = | |
Модуль напряжённости прямолинейного тока, Н пр | А /м | Н пр = |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Модуль напряжённости в центре кругового тока, Н кр | А /м | Н кр = | |
Модуль напряжённости поля внутри соленоида, Н сол | А /м | Н сол = | |
Модуль силы Лоренца, F Л | Н | F Л = B υ q sin α F Л max = B υ q | υ – модуль скорости частицы, м/с q –модуль заряда частицы, Кл B – модуль магнитной индукции, Тл α – угол между скоростью частицы и вектором магнитной индукции F Л max – максимальное значение силы Лоренца, Н |
Радиус окружности движения частицы при α = 90˚, r | м | r = | q - модуль заряда частицы, Кл e = 1,6 ∙ 10-19 Кл m - масса частицы, кг m p = 1,67 ∙ 10-27 кг m e = 9,1 ∙ 10-31 кг |
Период обращения частицы в однородном магнитном поле T | c | Т = |
Тема 3.5. Электромагнитная индукция.
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Потокосцепление ψ | Вб | ψ = N Φ ψ = L I | N – число витков Φ – единичный магнитный поток, Вб L – индуктивность цепи, Гн I – сила тока, А |
Индуктивность соленоида L сол | Гн | L сол = | S - площадь поперечного сечения соленоида, м2 l – длина соленоида, м |
Магнитный поток соленоида Ф сол |
| Ф сол = | μ – относительная магнитная проницаемость μ0 – магнитная постоянная μ0 = 4π∙10 -7 Гн/м |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу | |
ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле εi | В |
| U – напряжение между концами проводника, В B – модуль магнитной индукции, Тл υ – модуль скорости частицы, м/с l – длина проводника, м α – угол между скоростью движения проводника и вектором магнитной индукции | |
Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции εi для контура из одного витка | В |
| N – число витков, Вб – скорость изменения магнитного потока, Вб/с ∆Φ - изменение магнитного потока через площадь, ограниченную контуром, Вб | |
ЭДС самоиндукции εis | В |
| ∆I – изменение силы тока, А L – индуктивность цепи, Гн ∆t – интервал времени, с | |
Энергия магнитного поля, W M | Дж | W M = | ||
Раздел 4. Колебания и волны.
Тема 4.1. Механические колебания и волны.
Название величины, обозначение | Единица измерения | Определение | Связь с другими величинами |
Смещение x | м | Отклонение от положения равновесия |
|
Амплитуда А | м | Наибольшее отклонение от положения равновесия | А = │xмакс│ |
Период Т | с | Время одного полного колебания | Т = |
Частота ν | Гц | Число колебаний в 1 с | ν = |
Название величины, обозначение | Единица измерения | Определение | Связь с другими величинами |
Циклическая (круговая) частота, ω | рад/с | Число колебаний, происходящих за 2π с | ω = 2π ν ω = |
Фаза φ |
| Угловая мера времени, прошедшего от начала колебаний. Фаза колебаний φ0 в начальный момент времени t = 0 называется начальной фазой.
| φ = ωt + φ0 |
Длина волны λ | м | Расстояние между ближайшими сгущениями- разрежениями, или горбами - впадинами волны |
|
Скорость волны υ | м/с | Скорость перемещения горба или впадины, сгущения или разрежения | υ υ = λ ν
|
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Проекция возвращающей силы, Fв | Н | Fв = -k x | k – жёсткость тела, Н/м |
Уравнение гармонического колебания |
| x = A sin (ωt + φ0) x = A sin (2π ν t + φ0) x = A sin ( t + φ0) x = A cos ωt | x – смещение, м φ = ωt + φ0 - фаза φ0 – начальная фаза в момент времени t0, sin (ωt + ) = cos ωt
|
Период колебаний математического маятника, Т | с | T = | l – длина маятника, м g – ускорение свободного падения, м/с2 g ≈ 9,8 м/с2 |
Ускорение свободного падения g | м/с2 | g = | |
Условие наступление резонанса |
| ν в = ν 0 | ν в – частота вынуждающей силы, Гц ν0 – частота собственных колебаний, Гц |
Тема 4.2. Электромагнитные колебания и волны.
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Формула Томсона. Период собственных колебаний в контуре T | c | T = 2
| L – индуктивность контура, Гн C - ёмкость контура, Ф ω - циклическая (круговая) частота, рад/с |
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме с | с = 3∙108 м/с |
Переменный ток. | |||
Название величины, обозначение | Единица измерения | Формула | Величины, входящие в формулу |
Магнитный поток, пронизывающий контур Φ | Вб | Φ = B S cos ωt | B - модуль магнитной индукции, Тл S – площадь контура, м2 ω – циклическая (круговая) частота, рад/с |
ЭДС индукции в витке, помещенном в однородное магнитное поле e | В | e = B S ω sin ωt | |
Мгновенное значение ЭДС индукции e | В | e = εm sin ω t | εm– амплитудное значение ЭДС индукции, В |
Мгновенное значение напряжения u | В | u = Um sin ω t; | Um – амплитудное значение напряжения, В |
Мгновенное значение переменного тока i | А | i = Im sin ω t | Im – амплитудное значение тока, А |
Угловая частота синусоидального тока ω | рад/с | ω = 2π ν ω = | ν – частота переменного тока, Гц Т – период переменного тока, с |
Действующее значение ЭДС ε | В | ε = | εm – амплитудное значение ЭДС индукции, В |
Действующее значение напряжения U | В | U = | Um – амплитудное значение напряжения, В |
Действующее значение тока I | A | I = | Im – амплитудное значение тока, А |
Емкостное сопротивление XC | Ом |
| С – емкость, Ф |
Индуктивное сопротивление XL | Ом | XL = ω L | L – индуктивность, Гн |
Полное сопротивление цепи переменного тока Z | Ом |
| R – активное сопротивление, Ом |
Закон Ома для цепи переменного тока |
|
| U - действующее значение напряжения, В I - действующее значение тока, А |
Средняя активная мощность переменного тока Р | Вт | P = I U cos φ Р = , | cos φ – коэффициент мощности φ – угол сдвига фазы тока относительно напряжения Im – амплитудное значение тока, А Um – амплитудное значение напряжения, В |
Условие резонанса напряжений |
| XL = XC Z = R | |
Коэффициент трансформации k |
| k = | N1 – число витков в первичной обмотке, N2 – число витков во вторичной обмотке |
Тема 4.3. Волновая оптика.
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 29 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |