Magnētisma formula. Pamatformulas fizikā - elektrība un magnētisms

Elektrības un magnētisma formulas.

Kulona likums

1. Kulona likums

2 . elektriskā lauka stiprums

3. punktveida lādiņa lauka intensitātes modulis

4 . superpozīcijas princips

5. -dipola elektriskā momenta vektors – dipola moments

6.

2. Gausa teorēma

7

8.

9. Gausa teorēma

10. Gausa teorēma

11.

12. - lauku novirze

13

Elektrostatiskā lauka potenciāls

14. - elektrostatiskā lauka spēku darbs testa lādiņa pārvietošanai q punktveida lādiņa Q elektriskajā laukā

15. - elektrostatiskā lauka potenciāla integrālā zīme

16. - elektrostatiskā lauka potenciāla palielināšana

17 . - elektrostatiskā lauka potenciāla samazināšanās

18 . - potenciāla normalizācija (atskaites punkta izvēle)

19 . - superpozīcijas princips priekš

20. - kvazistatiskais lauka spēku darbs kustībā

pa patvaļīgu ceļu no punkta 1 uz punktu 2

21. - vietējās attiecības starp un

22. - punktu uzlādes potenciāls

23. - dipola potenciāls

24. - Hamiltona diferenciāļa operators ("nabla") polāro koordinātu sistēmā

25 . - Laplasa operators vai Laplasietis

26. - Laplasa vienādojums

27. - Puasona vienādojums

4. Enerģija elektrostatikā.

28. - lādiņu elektrostatiskās mijiedarbības enerģija savā starpā

29 . - uzlādēta ķermeņa kopējā elektrostatiskā enerģija

30. - tilpuma enerģijas blīvums (enerģija lokalizēta tilpuma vienībā)

31. - punktveida dipola mijiedarbības enerģija ar ārējo lauku

5. Elektrostatiskie vadītāji

32. - lauks pie vadītāja virsmas

33. - vientuļa vadītāja elektriskā jauda

34. - paralēlās plāksnes kondensatora kapacitāte

35 . - sfēriskā kondensatora kapacitāte, ko veido sfēriskas rādiusu vadošās virsmas A Un b

36 . - kondensatora enerģija

6. Elektrostatiskais lauks dielektriķos

37. , - vielas dielektriskā jutība

38. - polarizācija (elektriskais dipola moments uz vielas tilpuma vienību)

39. - saikne starp spriedzi un polarizāciju

40 . Gausa teorēma vektoram integrālā formā

41. - Gausa teorēma vektoram diferenciālā formā

42. - vektora robežnosacījumi

43. - Gausa teorēma vektoriem dielektriķos

44 . - elektriskā nobīde

45. - integrāļa un lokālā Gausa teorēma vektoram

46. - vektora robežnosacījumi , kur ir trešās puses lādiņu virsmas blīvums

47. - savienojums izotropiem materiāliem

D.C

48. - strāvas stiprums

49 . - lādiņš, kas iet caur vadītāja šķērsgriezumu

50. - nepārtrauktības vienādojums (lādiņa saglabāšanas likums)

51. - nepārtrauktības vienādojums diferenciālā formā

52 . - potenciālu starpību vadītājam, kurā nedarbojas ārēji spēki, identificē ar sprieguma kritumu

53. - Oma likums

54. - Džoula-Lenca likums

55. - stieples, kas izgatavota no tāda paša biezuma viendabīga materiāla, pretestība

56. - Oma likums diferenciālā formā

57 . - pretestības apgriezto vērtību sauc par elektrisko vadītspēju

58 . - Džoula–Lenca likums diferenciālā formā

59. -Oma likuma neatņemama forma, ņemot vērā ārējo spēku lauku ķēdes posmam, kurā atrodas EML.

60 . - Kirhhofa pirmais likums. Strāvas stiprumu algebriskā summa katram mezglam sazarotā ķēdē ir vienāda ar nulli.

61. -Kirhhofa otrais likums. Spriegumu summa jebkurā ķēdes slēgtajā cilpā ir vienāda ar emfs, kas darbojas šajā kontūrā, algebrisko summu.

62 . - strāvas īpatnējā siltuma jauda nevienmērīgi vadošā vidē

Biota-Savarta likums

63 . - Lorenca spēks

64 . - ja kādā atskaites rāmī elektromagnētiskais lauks ir elektrisks

(t.i.), tad citā atskaites sistēmā, pārvietojoties attiecībā pret K ar ātrumu, elektromagnētiskā lauka komponenti nav nulle un ir saistīti ar sakarību 64

65 . - ja kādā atskaites sistēmā elektriski lādētam ķermenim ir ātrums , tad tā lādiņa radītā elektromagnētiskā lauka elektriskās un magnētiskās sastāvdaļas šajā atskaites sistēmā ir saistītas ar attiecību

66 . - ja kādā atskaites sistēmā elektromagnētiskais lauks ir magnētisks (), tad jebkurā citā atskaites sistēmā, kas pārvietojas ar ātrumu attiecībā pret pirmo, elektromagnētiskā lauka komponenti nav nulle un ir saistīti ar attiecību

67. - kustīga lādiņa magnētiskā lauka indukcija

68 . - magnētiskā konstante

6.

2. Gausa teorēma

7 . - lauka plūsma caur patvaļīgu virsmu

8. - plūsmu summitātes princips

9. Gausa teorēma

10. Gausa teorēma

11. - Hamiltona diferenciāļa operators ("nabla") Dekarta koordinātu sistēmā

12. - lauku novirze

13 . lokālā (diferenciālā) Gausa teorēma

Bieži gadās, ka problēmu nevar atrisināt, jo vajadzīgās formulas nav pa rokai. Formulas atvasināšana no paša sākuma nav ātrākais, taču katra minūte mums ir svarīga.

Zemāk esam apkopojuši pamatformulas par tēmu “Elektrība un magnētisms”. Tagad, risinot problēmas, varat izmantot šo materiālu kā atsauci, lai netērētu laiku vajadzīgās informācijas meklēšanai.

Magnētisms: definīcija

Magnētisms ir kustīgu elektrisko lādiņu mijiedarbība caur magnētisko lauku.

Lauks - īpaša matērijas forma. Standarta modelī ir elektriskais, magnētiskais, elektromagnētiskais lauks, kodolspēka lauks, gravitācijas lauks un Higsa lauks. Iespējams, ir arī citi hipotētiski lauki, par kuriem mēs varam tikai minēt vai nemaz nenojaust. Šodien mūs interesē magnētiskais lauks.

Magnētiskā indukcija

Tāpat kā uzlādēti ķermeņi rada ap sevi elektrisko lauku, kustīgi lādēti ķermeņi rada magnētisko lauku. Magnētisko lauku ne tikai rada kustīgi lādiņi (elektriskā strāva), bet arī iedarbojas uz tiem. Patiesībā magnētisko lauku var noteikt tikai pēc tā ietekmes uz kustīgiem lādiņiem. Un tas iedarbojas uz tiem ar spēku, ko sauc par Ampere spēku, kas tiks apspriests vēlāk.

Pirms sākam dot konkrētas formulas, mums jārunā par magnētisko indukciju.

Magnētiskā indukcija ir spēka vektors, kas raksturīgs magnētiskajam laukam.

To apzīmē ar burtu B un tiek mērīts Tesla (Tl) . Pēc analoģijas ar elektriskā lauka intensitāti E Magnētiskā indukcija parāda, cik spēcīgi magnētiskais lauks iedarbojas uz lādiņu.

Starp citu, mūsu rakstā par šo tēmu jūs atradīsit daudz interesantu faktu.

Kā noteikt magnētiskās indukcijas vektora virzienu?Šeit mūs interesē jautājuma praktiskā puse. Visbiežāk sastopamais problēmu gadījums ir magnētiskais lauks, ko rada vadītājs ar strāvu, kas var būt vai nu tiešs, vai apļa vai spoles formā.

Magnētiskās indukcijas vektora virziena noteikšanai ir labās rokas likums. Esiet gatavi iesaistīties abstraktajā un telpiskajā domāšanā!

Ja paņemat vadītāju labajā rokā tā, lai īkšķis būtu vērsts strāvas virzienā, tad ap vadītāju saritinātie pirksti parādīs magnētiskā lauka līniju virzienu ap vadītāju. Magnētiskās indukcijas vektors katrā punktā tiks vērsts tangenciāli uz spēka līnijām.

Amperu jauda

Iedomāsimies, ka pastāv magnētiskais lauks ar indukciju B. Ja novietojam garuma vadītāju l , caur kuru plūst strāva es , tad lauks iedarbosies uz vadītāju ar spēku:

Tā tas ir Amperu jauda . Stūris alfa – leņķis starp magnētiskās indukcijas vektora virzienu un strāvas virzienu vadītājā.

Ampēra spēka virzienu nosaka kreisās rokas noteikums: ja novietojat kreiso roku tā, lai magnētiskās indukcijas līnijas ieietu plaukstā, bet izstieptie pirksti norāda strāvas virzienu, izstieptais īkšķis norādīs plaukstas virzienu. ampēra spēks.

Lorenca spēks

Mēs noskaidrojām, ka lauks iedarbojas uz strāvu nesošu vadītāju. Bet, ja tas tā ir, tad sākotnēji tas darbojas atsevišķi uz katru kustīgo lādiņu. Tiek saukts spēks, ar kādu magnētiskais lauks iedarbojas uz tajā kustīgu elektrisko lādiņu Lorenca spēks . Šeit ir svarīgi atzīmēt vārdu "kustas", tāpēc magnētiskais lauks neiedarbojas uz stacionāriem lādiņiem.

Tātad, daļiņa ar lādiņu q pārvietojas magnētiskajā laukā ar indukciju IN ar ātrumu v , A alfa ir leņķis starp daļiņu ātruma vektoru un magnētiskās indukcijas vektoru. Tad spēks, kas iedarbojas uz daļiņu, ir:

Kā noteikt Lorenca spēka virzienu? Saskaņā ar kreisās rokas likumu. Ja indukcijas vektors iekļūst plaukstā un pirksti norāda ātruma virzienā, tad saliektais īkšķis parādīs Lorenca spēka virzienu. Ņemiet vērā, ka šādi tiek noteikts virziens pozitīvi lādētām daļiņām. Negatīviem lādiņiem iegūtais virziens ir jāmaina.

Ja masas daļiņa m ielido laukā perpendikulāri indukcijas līnijām, tad tas pārvietosies pa apli, un Lorenca spēks spēlēs centripetāla spēka lomu. Apļa rādiusu un daļiņas griešanās periodu vienmērīgā magnētiskajā laukā var atrast, izmantojot formulas:

Strāvu mijiedarbība

Apskatīsim divus gadījumus. Pirmais ir tas, ka strāva plūst caur taisnu vadu. Otrais ir apļveida pagriezienā. Kā zināms, strāva rada magnētisko lauku.

Pirmajā gadījumā strāvu nesoša vada magnētiskā indukcija es uz attālumu R to aprēķina pēc formulas:

Mu – vielas magnētiskā caurlaidība, mu ar indeksu nulle - magnētiskā konstante.

Otrajā gadījumā magnētiskā indukcija apļveida spoles centrā ar strāvu ir vienāda ar:

Tāpat, risinot problēmas, var noderēt magnētiskā lauka formula solenoīda iekšpusē. - šī ir spole, tas ir, daudzi apļveida pagriezieni ar strāvu.

Lai viņu skaits ir N , un paša solenoīda garums ir l . Tad lauku solenoīda iekšpusē aprēķina pēc formulas:

Starp citu! Mūsu lasītājiem tagad ir 10% atlaide

Magnētiskā plūsma un emf

Ja magnētiskā indukcija ir magnētiskajam laukam raksturīgs vektors, tad magnētiskā plūsma ir skalārais lielums, kas ir arī viens no svarīgākajiem lauka raksturlielumiem. Iedomāsimies, ka mums ir kaut kāds rāmis vai kontūra, kam ir noteikts laukums. Magnētiskā plūsma parāda, cik spēka līniju iet caur laukuma vienību, tas ir, tas raksturo lauka intensitāti. Mērīts iekšā Vēberaha (Wb) un ir norādīts F .

S - kontūru laukums, alfa – leņķis starp normālu (perpendikulāri) kontūras plaknei un vektoru IN .

Kad magnētiskā plūsma mainās caur ķēdi, a EMF , vienāds ar magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumu caur ķēdi. Starp citu, jūs varat lasīt vairāk par to, kas ir elektrodzinējspēks, citā mūsu rakstā.

Būtībā iepriekš minētā formula ir Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likuma formula. Atgādinām, ka jebkura lieluma izmaiņu ātrums nav nekas cits kā tā atvasinājums attiecībā pret laiku.

Pretēji tas attiecas arī uz magnētisko plūsmu un inducēto emf. Strāvas izmaiņas ķēdē izraisa izmaiņas magnētiskajā laukā un attiecīgi magnētiskās plūsmas izmaiņas. Šajā gadījumā rodas pašindukcijas EMF, kas novērš strāvas izmaiņas ķēdē. Magnētisko plūsmu, kas iekļūst strāvu nesošajā ķēdē, sauc par savu magnētisko plūsmu, tā ir proporcionāla strāvas stiprumam ķēdē un tiek aprēķināta pēc formulas:

L – proporcionalitātes koeficients, ko sauc par induktivitāti, ko mēra Henrijs (Gn) . Induktivitāti ietekmē ķēdes forma un vides īpašības. Spolei ar garumu l un ar pagriezienu skaitu N Induktivitāti aprēķina pēc formulas:

Pašizraisītā emf formula:

Magnētiskā lauka enerģija

Elektrība, kodolenerģija, kinētiskā enerģija. Magnētiskā enerģija ir enerģijas veids. Fizikālās problēmās visbiežāk ir nepieciešams aprēķināt spoles magnētiskā lauka enerģiju. Strāvas spoles magnētiskā enerģija es un induktivitāte L ir vienāds ar:

Tilpuma lauka enerģijas blīvums:

Protams, tās nav visas fizikas sadaļas pamatformulas « elektrība un magnētisms » tomēr bieži tie var palīdzēt ar standarta problēmām un aprēķiniem. Ja jūs saskaraties ar problēmu ar zvaigznīti un vienkārši nevarat atrast tās atslēgu, atvieglojiet savu dzīvi un lūdziet risinājumu vietnē

Elektrības un magnētisma formulas. Elektrodinamikas pamatu izpēte tradicionāli sākas ar elektrisko lauku vakuumā. Lai aprēķinātu divu punktveida lādiņu mijiedarbības spēku un punktveida lādiņa radītā elektriskā lauka stiprumu, ir jāspēj piemērot Kulona likumu. Lai aprēķinātu lauka intensitāti, ko rada paplašināti lādiņi (uzlādēta vītne, plakne utt.), tiek izmantota Gausa teorēma. Elektrisko lādiņu sistēmai ir jāpiemēro princips

Studējot tēmu "Līdzstrāva" ir jāņem vērā Oma un Džoula-Lenca likumi visās formās. Pētot "Magnētismu" ir jāpatur prātā, ka magnētiskais lauks rodas kustīgiem lādiņiem un iedarbojas uz kustīgiem lādiņiem. Šeit jums vajadzētu pievērst uzmanību Biot-Savart-Laplace likumam. Īpaša uzmanība jāpievērš Lorenca spēkam un jāņem vērā lādētas daļiņas kustība magnētiskajā laukā.

Elektriskās un magnētiskās parādības savieno īpaša matērijas eksistences forma – elektromagnētiskais lauks. Elektromagnētiskā lauka teorijas pamatā ir Maksvela teorija.

Elektrības un magnētisma pamatformulu tabula

Vadītājos noteiktos apstākļos var notikt nepārtraukta sakārtota brīvo elektrisko lādiņu nesēju kustība. Šo kustību sauc elektrošoks. Par elektriskās strāvas virzienu tiek pieņemts pozitīvo brīvo lādiņu kustības virziens, lai gan vairumā gadījumu pārvietojas elektroni – negatīvi lādētas daļiņas.

Elektriskās strāvas kvantitatīvais mērs ir strāvas stiprums es– skalārais fiziskais lielums, kas vienāds ar uzlādes koeficientu q, kas tiek pārnesta caur vadītāja šķērsgriezumu laika intervālā t, līdz šim laika intervālam:

Ja strāva nav nemainīga, tad, lai atrastu lādiņa daudzumu, kas iziet caur vadītāju, aprēķiniet attēla laukumu zem strāvas un laika grafika.

Ja strāvas stiprums un tās virziens laika gaitā nemainās, tad šādu strāvu sauc pastāvīgs. Strāvas stiprumu mēra ar ampērmetru, kas ir virknē savienots ar ķēdi. Starptautiskajā vienību sistēmā (SI) strāvu mēra ampēros [A]. 1 A = 1 C/s.

To nosaka kā kopējās uzlādes attiecību pret visu laiku (t.i., pēc tāda paša principa kā vidējais ātrums vai jebkura cita vidējā vērtība fizikā):

Ja strāva laika gaitā vienmērīgi mainās no vērtības es 1 uz vērtību es 2, tad vidējo strāvas vērtību var atrast kā galējo vērtību vidējo aritmētisko:

Strāvas blīvums– strāvu uz vadītāja šķērsgriezuma vienību aprēķina pēc formulas:

Kad strāva iet caur vadītāju, strāvai rodas vadītāja pretestība. Pretestības iemesls ir lādiņu mijiedarbība ar vadītāja vielas atomiem un savā starpā. Pretestības mērvienība ir 1 omi. Vadītāja pretestība R nosaka pēc formulas:

Kur: l- diriģenta garums, S- tā šķērsgriezuma laukums, ρ – vadītāja materiāla īpatnējā pretestība (uzmanieties, lai nesajauktu pēdējo vērtību ar vielas blīvumu), kas raksturo vadītāja materiāla spēju pretoties strāvas pārejai. Tas ir, tas ir tāds pats vielas raksturlielums kā daudzām citām: īpatnējais siltums, blīvums, kušanas temperatūra utt. Pretestības mērvienība ir 1 omi m. Vielas īpatnējā pretestība ir tabulas vērtība.

Vadītāja pretestība ir atkarīga arī no tā temperatūras:

Kur: R 0 – vadītāja pretestība pie 0°C, t- temperatūra, kas izteikta Celsija grādos, α – temperatūras pretestības koeficients. Tas ir vienāds ar relatīvajām pretestības izmaiņām, temperatūrai paaugstinoties par 1°C. Metāliem tas vienmēr ir lielāks par nulli, elektrolītiem, gluži pretēji, vienmēr ir mazāks par nulli.

Diode līdzstrāvas ķēdē

Diode ir nelineārs ķēdes elements, kura pretestība ir atkarīga no strāvas plūsmas virziena. Diode ir apzīmēta šādi:

Bultiņa diodes shematiskajā simbolā parāda, kādā virzienā tā šķērso strāvu. Šajā gadījumā tā pretestība ir nulle, un diodi var vienkārši aizstāt ar vadītāju ar nulles pretestību. Ja strāva plūst caur diodi pretējā virzienā, tad diodei ir bezgala liela pretestība, tas ir, tā vispār nelaiž cauri strāvu un ir atvērta ķēde. Tad ķēdes posmu ar diodi var vienkārši izsvītrot, jo caur to neplūst strāva.

Oma likums. Vadu virknes un paralēlais savienojums

Vācu fiziķis G. Oma 1826. gadā eksperimentāli konstatēja, ka strāvas stiprums es, kas plūst pa viendabīgu metāla vadītāju (tas ir, vadītāju, kurā nedarbojas ārēji spēki) ar pretestību R, proporcionāls spriegumam U diriģenta galos:

Izmērs R parasti sauc elektriskā pretestība. Tiek saukts vadītājs ar elektrisko pretestību rezistors. Šī attiecība izsaka Oma likums viendabīgam ķēdes posmam: Strāva vadītājā ir tieši proporcionāla pielietotajam spriegumam un apgriezti proporcionāla vadītāja pretestībai.

Tiek saukti vadītāji, kas ievēro Ohma likumu lineārs. Strāvas stipruma grafiskā atkarība es no sprieguma U(šādus grafikus sauc par strāvas-sprieguma raksturlielumiem, saīsināti kā VAC) ir attēlota ar taisnu līniju, kas iet caur koordinātu sākumpunktu. Jāņem vērā, ka ir daudz materiālu un ierīču, kas nepakļaujas Oma likumam, piemēram, pusvadītāju diode vai gāzizlādes spuldze. Pat metāla vadītājiem pie pietiekami lielām strāvām tiek novērota novirze no Ohma lineārā likuma, jo metāla vadītāju elektriskā pretestība palielinās, palielinoties temperatūrai.

Elektriskās ķēdes vadītājus var savienot divos veidos: sērija un paralēla. Katrai metodei ir savi noteikumi.

1. Seriālā savienojuma likumsakarības:

Virknē savienoto rezistoru kopējās pretestības formula ir derīga jebkuram vadītāju skaitam. Ja ķēde ir savienota virknē n identiskas pretestības R, tad kopējā pretestība R 0 tiek atrasts pēc formulas:

2. Paralēlā savienojuma modeļi:

Paralēli savienoto rezistoru kopējās pretestības formula ir derīga jebkuram vadītāju skaitam. Ja ķēde ir savienota paralēli n identiskas pretestības R, tad kopējā pretestība R 0 tiek atrasts pēc formulas:

Elektriskie mērinstrumenti

Lai izmērītu spriegumu un strāvu līdzstrāvas elektriskajās ķēdēs, tiek izmantoti īpaši instrumenti - voltmetri Un ampērmetri.

Voltmetrs paredzēts, lai izmērītu potenciālo starpību, kas tiek piemērota tā spailēm. Tas ir savienots paralēli ķēdes sadaļai, kurā tiek mērīta potenciāla starpība. Jebkuram voltmetram ir kāda iekšējā pretestība R B. Lai voltmetrs neradītu ievērojamu strāvu pārdali, kad tas ir savienots ar mērīto ķēdi, tā iekšējai pretestībai jābūt lielai, salīdzinot ar tās ķēdes sekcijas pretestību, kurai tas ir pievienots.

Ampermetrs paredzēts strāvas mērīšanai ķēdē. Ampermetrs ir virknē savienots ar atvērtu ķēdi, lai visa izmērītā strāva iet caur to. Ampermetram ir arī zināma iekšējā pretestība R A. Atšķirībā no voltmetra, ampērmetra iekšējai pretestībai jābūt diezgan mazai, salīdzinot ar visas ķēdes kopējo pretestību.

EMF. Oma likums pilnīgai ķēdei

Līdzstrāvas pastāvēšanai ir nepieciešama ierīce slēgtā elektriskajā ķēdē, kas spēj radīt un uzturēt potenciālās atšķirības ķēdes posmos neelektrostatiskas izcelsmes spēku darba dēļ. Šādas ierīces sauc Līdzstrāvas avoti. Tiek izsaukti neelektrostatiskas izcelsmes spēki, kas iedarbojas uz brīvajiem lādiņu nesējiem no strāvas avotiem ārējie spēki.

Ārējo spēku raksturs var atšķirties. Galvaniskajās šūnās vai baterijās tie rodas elektroķīmisko procesu rezultātā, līdzstrāvas ģeneratoros ārējie spēki rodas, vadotnēm pārvietojoties magnētiskajā laukā. Ārējo spēku ietekmē elektriskie lādiņi virzās strāvas avota iekšpusē pret elektrostatiskā lauka spēkiem, kā dēļ slēgtā ķēdē var uzturēt pastāvīgu elektrisko strāvu.

Kad elektriskie lādiņi pārvietojas pa līdzstrāvas ķēdi, darbu veic ārējie spēki, kas darbojas strāvas avotos. Fizikālais daudzums, kas vienāds ar darba attiecību A st ārējie spēki, pārvietojot lādiņu q no strāvas avota negatīvā pola uz pozitīvo polu sauc par šī lādiņa lielumu avota elektromotora spēks (EMF):

Tādējādi EML nosaka darbs, ko veic ārējie spēki, pārvietojot vienu pozitīvu lādiņu. Elektromotora spēku, tāpat kā potenciālu starpību, mēra voltos (V).

Oma likums pilnīgai (slēgtai) ķēdei: Strāvas stiprums slēgtā ķēdē ir vienāds ar avota elektromotora spēku, kas dalīts ar ķēdes kopējo (iekšējo + ārējo) pretestību:

Pretestība r– strāvas avota iekšējā (paša) pretestība (atkarīga no avota iekšējās struktūras). Pretestība R– slodzes pretestība (ārējās ķēdes pretestība).

Sprieguma kritums ārējā ķēdēšajā gadījumā tas ir vienāds (to sauc arī spriegums avota spailēs):

Ir svarīgi saprast un atcerēties: strāvas avota EMF un iekšējā pretestība nemainās, pieslēdzot dažādas slodzes.

Ja slodzes pretestība ir nulle (avots aizveras pats no sevis) vai ir daudz mazāka par avota pretestību, ķēde plūst īssavienojuma strāva:

Īsslēguma strāva - maksimālā strāva, ko var iegūt no noteikta elektromotora spēka avota ε un iekšējā pretestība r. Avotiem ar zemu iekšējo pretestību īssavienojuma strāva var būt ļoti liela un izraisīt elektriskās ķēdes vai avota iznīcināšanu. Piemēram, svina-skābes akumulatoriem, ko izmanto automašīnās, īssavienojuma strāvas var būt vairāki simti ampēru. Īpaši bīstami ir īssavienojumi apgaismes tīklos, kas tiek darbināti no apakšstacijām (tūkstošiem ampēru). Lai izvairītos no tik lielu strāvu postošās ietekmes, ķēdē ir iekļauti drošinātāji vai īpaši automātiskie slēdži.

Vairāki EML avoti ķēdē

Ja ir a vairākas virknē savienotas emfs, Tas:

1. Ar pareizu savienojumu (viena avota pozitīvais pols ir savienots ar cita avota negatīvo) avoti ir savienoti, visu avotu kopējo EMF un to iekšējo pretestību var atrast, izmantojot formulas:

Piemēram, šāds avotu savienojums tiek veikts tālvadības pultī, kamerās un citās sadzīves ierīcēs, kas darbojas ar vairākām baterijām.

2. Ja avoti ir savienoti nepareizi (avoti ir savienoti ar vieniem un tiem pašiem stabiem), to kopējo EMF un pretestību aprēķina pēc formulas:

Abos gadījumos avotu kopējā pretestība palielinās.

Plkst paralēlais savienojums Ir jēga savienot avotus tikai ar vienu un to pašu EML, pretējā gadījumā avoti izlādēsies viens pret otru. Tādējādi kopējais EML būs tāds pats kā katra avota EML, tas ir, ar paralēlu savienojumu mēs neiegūsim akumulatoru ar lielu EML. Tajā pašā laikā avota akumulatora iekšējā pretestība samazinās, kas ļauj iegūt lielāku strāvu un jaudu ķēdē:

Tā ir avotu paralēlas savienošanas nozīme. Jebkurā gadījumā, risinot problēmas, vispirms ir jāatrod kopējā EMF un iegūtā avota kopējā iekšējā pretestība un pēc tam jāraksta Oma likums visai ķēdei.

Darbs un strāvas jauda. Džoula-Lenca likums

Darbs A elektriskā strāva es plūst caur stacionāru vadītāju ar pretestību R, pārvēršas siltumā J, izceļoties uz diriģenta. Šo darbu var aprēķināt, izmantojot vienu no formulām (ņemot vērā Oma likumu, tās visas izriet viena no otras):

Likumu par strāvas pārvēršanu siltumā eksperimentāli neatkarīgi viens no otra izveidoja J. Džouls un E. Lencs, un to sauc Džoula-Lenca likums. Elektriskās strāvas jauda vienāds ar pašreizējā darba attiecību A uz laika intervālu Δ t, kuram šis darbs tika veikts, tāpēc to var aprēķināt, izmantojot šādas formulas:

Elektriskās strāvas darbs SI, kā parasti, tiek izteikts džoulos (J), jauda - vatos (W).

Slēgtas ķēdes enerģijas bilance

Tagad aplūkosim pilnīgu līdzstrāvas ķēdi, kas sastāv no avota ar elektromotora spēku ε un iekšējā pretestība r un ārēja viendabīga zona ar pretestību R. Šajā gadījumā lietderīgā jauda vai jauda, ​​kas atbrīvota ārējā ķēdē:

Avota maksimālā iespējamā lietderīgā jauda tiek sasniegta, ja R = r un ir vienāds ar:

Ja, pievienojot tam pašam strāvas avotam ar dažādām pretestībām R 1 un R Viņiem tiek piešķirtas 2 vienādas jaudas, tad šī strāvas avota iekšējo pretestību var atrast pēc formulas:

Strāvas zudums vai jauda strāvas avotā:

Kopējā strāvas avota izstrādātā jauda:

Pašreizējā avota efektivitāte:

Elektrolīze

Elektrolīti Ir ierasts saukt par vadošām vidēm, kurās elektriskās strāvas plūsmu pavada vielas pārnešana. Brīvo lādiņu nesēji elektrolītos ir pozitīvi un negatīvi lādēti joni. Elektrolītos ietilpst daudzi metālu savienojumi ar metaloīdiem kausētā stāvoklī, kā arī dažas cietas vielas. Taču galvenie tehnoloģijā plaši izmantoto elektrolītu pārstāvji ir neorganisko skābju, sāļu un bāzu ūdens šķīdumi.

Elektriskās strāvas pāreju caur elektrolītu pavada vielas izdalīšanās uz elektrodiem. Šo fenomenu sauc elektrolīze.

Elektriskā strāva elektrolītos attēlo abu zīmju jonu kustību pretējos virzienos. Pozitīvie joni virzās uz negatīvo elektrodu ( katods), negatīvie joni – uz pozitīvo elektrodu ( anods). Abu zīmju joni parādās sāļu, skābju un sārmu ūdens šķīdumos dažu neitrālu molekulu šķelšanās rezultātā. Šo fenomenu sauc elektrolītiskā disociācija.

Elektrolīzes likums eksperimentāli izveidoja angļu fiziķis M. Faradejs 1833. gadā. Faradeja likums nosaka primāro produktu daudzumu, kas izdalās uz elektrodiem elektrolīzes laikā. Tātad, masa m viela, kas izdalās uz elektroda, ir tieši proporcionāla lādiņam J iziet cauri elektrolītam:

Izmērs k sauca elektroķīmiskais ekvivalents. To var aprēķināt, izmantojot formulu:

Kur: n– vielas valence, N A – Avogadro konstante, M– vielas molārā masa, e– elementārais lādiņš. Dažreiz tiek ieviests arī šāds Faradeja konstantes apzīmējums:

Elektriskā strāva gāzēs un vakuumā

Elektriskā strāva gāzēs

Normālos apstākļos gāzes nevada elektrību. Tas izskaidrojams ar gāzes molekulu elektrisko neitralitāti un līdz ar to elektrisko lādiņu nesēju neesamību. Lai gāze kļūtu par vadītāju, no molekulām ir jānoņem viens vai vairāki elektroni. Tad parādīsies brīvie lādiņnesēji – elektroni un pozitīvie joni. Šo procesu sauc gāzu jonizācija.

Gāzes molekulas var jonizēt ar ārēju ietekmi - jonizators. Jonizatori var būt: gaismas plūsma, rentgena stari, elektronu plūsma vai α - daļiņas Gāzes molekulas arī jonizējas augstā temperatūrā. Jonizācija noved pie brīvu lādiņu nesēju parādīšanās gāzēs - elektroni, pozitīvie joni, negatīvie joni (elektrons, kas apvienots ar neitrālu molekulu).

Ja jūs izveidojat elektrisko lauku telpā, ko aizņem jonizēta gāze, tad elektriskie lādiņnesēji nonāks sakārtotā kustībā - tā rodas elektriskā strāva gāzēs. Ja jonizators pārstāj darboties, gāze atkal kļūst neitrāla rekombinācija– neitrālu atomu veidošanās ar joniem un elektroniem.

Elektriskā strāva vakuumā

Vakuums ir gāzes retināšanas pakāpe, kurā mēs varam neņemt vērā sadursmi starp tās molekulām un pieņemt, ka vidējais brīvais ceļš pārsniedz trauka, kurā atrodas gāze, lineāros izmērus.

Elektriskā strāva vakuumā ir starpelektrodu spraugas vadītspēja vakuuma stāvoklī. Gāzes molekulu ir tik maz, ka to jonizācijas procesi nespēj nodrošināt jonizācijai nepieciešamo elektronu un jonu skaitu. Starpelektrodu spraugas vadītspēju vakuumā var nodrošināt tikai ar lādētu daļiņu palīdzību, kas rodas emisijas parādību dēļ uz elektrodiem.

• Atpakaļ
• Uz priekšu

Kā veiksmīgi sagatavoties CT fizikā un matemātikā?

Lai veiksmīgi sagatavotos CT fizikā un matemātikā, cita starpā ir jāizpilda trīs svarīgākie nosacījumi:

1. Izpētiet visas tēmas un izpildiet visus pārbaudes darbus un uzdevumus, kas sniegti šīs vietnes mācību materiālos. Lai to izdarītu, jums nav nepieciešams pilnīgi nekas, proti: katru dienu veltiet trīs līdz četras stundas, lai sagatavotos CT fizikā un matemātikā, apgūtu teoriju un risinātu problēmas. Fakts ir tāds, ka CT ir eksāmens, kurā nepietiek tikai ar fizikas vai matemātikas zināšanām, jums ir arī jāspēj ātri un bez neveiksmēm atrisināt lielu skaitu dažādu tēmu un dažādas sarežģītības uzdevumu. Pēdējo var apgūt, tikai risinot tūkstošiem problēmu.
2. Apgūstiet visas formulas un likumus fizikā un formulas un metodes matemātikā. Faktiski tas ir arī ļoti vienkārši izdarāms; fizikā ir tikai aptuveni 200 nepieciešamo formulu, bet matemātikā - pat nedaudz mazāk. Katrā no šiem priekšmetiem ir ap desmitiem standarta metožu pamata sarežģītības līmeņa problēmu risināšanai, kuras var arī apgūt, tādējādi pilnīgi automātiski un bez grūtībām atrisināt lielāko daļu CT īstajā laikā. Pēc tam jums būs jādomā tikai par vissarežģītākajiem uzdevumiem.
3. Apmeklējiet visus trīs mēģinājumu pārbaudes posmus fizikā un matemātikā. Katru RT var apmeklēt divas reizes, lai izlemtu par abām iespējām. Atkal, CT, papildus spējai ātri un efektīvi atrisināt problēmas un zināšanām par formulām un metodēm, jums ir arī jāspēj pareizi plānot laiku, sadalīt spēkus un, pats galvenais, pareizi aizpildīt atbildes veidlapu, bez sajaucot atbilžu un problēmu numurus vai savu uzvārdu. Tāpat RT laikā ir svarīgi pierast pie jautājumu uzdošanas stila problēmās, kas DT nesagatavotam cilvēkam var šķist ļoti neparasti.

Veiksmīga, uzcītīga un atbildīga šo trīs punktu īstenošana ļaus uzrādīt izcilu DT rezultātu, maksimumu, uz ko esi spējīgs.

Atradāt kļūdu?

Ja uzskatāt, ka mācību materiālos esat atradis kļūdu, lūdzu, rakstiet par to e-pastā. Varat arī ziņot par kļūdu sociālajā tīklā (). Vēstulē norādiet priekšmetu (fizika vai matemātika), tēmas vai kontroldarba nosaukumu vai numuru, uzdevuma numuru vai vietu tekstā (lappusē), kur, jūsuprāt, ir kļūda. Aprakstiet arī iespējamo kļūdu. Jūsu vēstule nepaliks nepamanīta, kļūda vai nu tiks izlabota, vai arī jums tiks paskaidrots, kāpēc tā nav kļūda.