16 Мая 2010
Физмат - Физика

 

Основы электродинамики.

Закон Кулона.

Модуль взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел прямо пропорционален произведению абсолютных значений зарядов q₁ и q₂, и обратно пропорциональны квадрату расстояния между телами:
, где , ε₀- электрическая постоянная.

Электрическое поле.

Заряд является источником электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве со скоростью света.

 

Напряженность электростатического поля в данной точке численно равна силе Кулона, с которой поле действует на пробный единичный заряд, помещенный в эту точку.

, где F— сила взаимодействия между зарядами, (Н); q₁ и q₂— взаимодействующие заряды (Кл), r — расстояние между зарядами, (м), е₀ —электрическая постоянная, e — диэлектрическая проницаемость среды, Е — напряженность поля (1 Н/Кл или 1 В/м), q — пробный заряд, помещенный в точку, где измеряется напряженность, Q — заряд, создающий поле.

Принцип суперпозиции.

, где Е_n— напряженность, созданная n-м полем.

Энергия электро-магнитного взаимодействия неподвижных зарядов.

Потенциал.

.

Напряжение (разность потенциалов).

.

,

где φ— потенциал поля в данной точке (В), А— работа, совершаемая полем при перемещении заряда q из данной точки в бесконечность (Дж), r— расстояние от заряда q до точки с потенциалом  φ(м), U— напряжение (В), φ₁ и φ₂— потенциалы двух точек однородного поля, лежащих на одной силовой линии, С — электроемкость (Ф), где S— площадь каждой пластины конденсатора (1 м2), d — расстояние между ними (м), W— энергия электростатического поля, запасенная в конденсаторе.

Конденсаторные цепи.

Параллельное соединение: С = С₁ + С₂ + ... + C_n; q = q₁ + g₂ + ... + g_n; U = const.
Последовательное соединение: 1/С = 1/С₁ + 1/С₂ + ... + 1/C_n; U = U₁ + U₂ + ... + U_n ; q = const.

где I— сила тока (А), t— время (с), А_ст— работа сторонних сил (Дж), r— удельное сопротивление проводника (Ом·м или Ом·мм²/м), S— площадь поперечного сечения проводника (1 м² или 1 мм²), l— длина проводника (м), ε (ЭДС) — электродвижущая сила (В), q— электрический заряд (Кл).

Закон Ома для участка цепи.

 I=U/R, где R— электрическое сопротивление (Ом).

Закон Ома для полной цепи.

, где r— внутреннее сопротивление источника тока (Ом).

Законы последовательного соединения проводников.

I = const, U = U₁ + U₂ + ... + U_n; R = R₁ + R₂ + ... + R_n.

Законы параллельного соединения проводников.

U = const; I = I₁ + I₂ + ... + I_n; 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n.

Работа и мощность тока.

Закон Джоуля-Ленца.

, где Q— количество теплоты, выделившееся при прохождении тока по проводнику (Дж).

Работа электрического тока.

A=qU=IUt, где I—сила электрического тока (A), U — напряжение (В), q- заряд, проходящий по проводнику (Кл) за промежуток времени t (с).

Мощность электрического тока.

Р = I²R = IU = ЭДС·I, где Р- мощность электрического тока (Вт), I—сила электрического тока (A), U— напряжение (В), R- электрическое сопротивление (Ом), ЭДС - электродвижущая сила тока (В).