Электрическая Емкость отдельного проводника

Электри́ческая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливатьэлектрический заряд

Электрическая емкость уединенного проводника зависит от его формы и размеров, а также от величины относительной диэлектрической проницаемости среды, в которой он находится

Если емкость металического шара равная 1Ф изменится на 1В, то получится величина в 15 раз больше солнца.

Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики

Ферромагнетики

Ферромагнитные – вещества, сильно притягивающиеся к магниту. К ним принадлежат железо, сталь, чугун, никель, кобальт, редкоземельный элемент гадолиний и некоторые сплавы.

У этих веществ относительная магнитная проницаемость имеет величину от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч. Например, для кобальта – 150, никеля – 300, железа – до 500, пермаллоя (сплав стали с никелем) – до 100 000.

Парамагнетики

Парамагнитные - вещества, слабо притягивающиеся к магниту. К ним принадлежат алюминий, магний,олово, платина, марганец, кислород и другие. У этих веществ относительная магнитная проницаемость немного больше единицы. Например, у воздуха µ = 1,0000031.

Диамагнетики

Диамагнитные – вещества, слабо отталкивающиеся от магнита. К ним принадлежат цинк, ртуть, свинец, сера, медь, хлор, серебро, вода и другие. У этих веществ относительная магнитная проницаемость немного меньше единицы. Например, у меди µ = 0,999995.

Индукционный ток. Токи Фуко.

Индукционный ток — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур. Величина и направление индукционного тока определяются законом электромагнитной индукции и правилом Ленца

Вихревыми токами (также токами Фуко) называются электрические токи, возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде (обычно в металле) при изменении пронизывающего ее магнитного потока.

Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, они вызывают нагрев сердечника, что является бесполезной тратой энергии

Мощность, затрачиваемая на нагрев сердечника вихревыми токами, бесполезно снижает КПД технических устройств электромагнитного типа.

Чтобы уменьшить мощность вихревых токов, увеличивают электрическое сопротивление магнитопровода, для этого сердечники набирают из отдельных тонких (0,1- 0,5 мм) пластин, изолированных друг от друга с помощью специального лака или окалины.

ЭДС индукции. Самоиндукция и индуктивность

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура^[1].

Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением

где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).

Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.
Также индуктивность можно рассчитать по формуле

Понятие о колебаниях.

1. Это повторяемые движения или процессы. Например, волны на море, тряска в вагоне, переменный ток, колебания маятника, колебания струны. По своей природе различают механические, электромагнитные, электромеханические колебания. По характеру внешнего воздействия на систему выделяют свободные, вынужденные, параметрические и автоколебания. При вынужденных колебаниях на колеблющуюся систему действует периодически меняющаяся внешняя сила.

Свободные колебания – когда система выведена из равновесия и предоставлена самой себе (колебания пружинки, маятника). В автоколебаниях система сама управляет внешним воздействием (толчки в то же фазе колебания). Параметрические колебания – периодически меняется извне параметр системы, например, длина маятника.

· Амплитуда — максимальное отклонение колеблющейся величины от положения равновесия, (м)

· Период — время полного колебания, через который повторяются какие-либо показатели состояния системы (система совершает одно полное колебание), (с)

· Частота — число колебаний в единицу времени, (Гц, с⁻¹).

Период колебаний и частота — обратные величины

· Смещение — отклонение тела от положения равновесия. Обозначение Х, Единица измерения — метр.

· Фаза колебаний — определяет смещение в любой момент времени, то есть определяет состояние колебательной системы.

График гармонического колебания х(t) = А sin(ωt + φ)

Колебательный контур

Колебательным контуром называется цепь, состоящая из индуктивности и емкости. В ней могут возникать электрические колебания, отдельные фазы которых аналогичны фазам колебания пружинного или математического маятников

где — индуктивность катушки, — максимальное значение тока.

ёмкостью C заряжен до напряжения

Биения.

Бие́ния — явление, возникающее при наложении двух периодических колебаний, например, гармонических, близких по частоте, выражающееся в периодическом уменьшении и увеличении амплитуды суммарного сигнала. Частота изменения амплитуды суммарного сигнала равна разности частот исходных сигналов.

Биения возникают от того, что один из двух сигналов линейно во времени отстаёт от другого по фазе, и, в те моменты, когда колебания происходят синфазно, суммарный сигнал оказывается максимален, а в те моменты, когда два сигнала оказываются в противофазе, они взаимно гасят друг друга. Эти моменты периодически сменяют друг друга по мере того, как нарастает отставание.

Упругие волны.

Волна́ — изменение состояния среды (возмущение),распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию

Волна — это явление распространения в пространстве с течением временивозмущения физической величины

Упру́гие во́лны (звуковые, акустические, сейсмические волны) — волны, распространяющиеся в жидких, твёрдых и газообразных средах за счёт действияупругих сил.

 

· Плоская волна — плоскости равных фаз перпендикулярны направлению распространения волны и параллельны друг другу.

· Сферическая волна — поверхностью равных фаз является сфера.

· Цилиндрическая волна — поверхностью равных фаз является цилиндрическая поверхность.

· Спиральная волна — образуется в случае, если сферический или цилиндрический источник или источники волны в процессе излучения движутся по некоторой замкнутой кривой.

• Продольные волны (волны сжатия, P-волны) — частицы среды колеблются параллельно (по) направлению распространения волны (как, например, в случае распространения звука);
• Поперечные волны (волны сдвига, S-волны) — частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны (волны на границах разделения сред, электромагнитные волны);
• Волны смешанного типа

Уравнение бегущей волны.

Бегущими волнами называются волны, которые переносят в пространстве энергию.

Перенос энергии волнами количественно характеризуется вектором плотности потока энергии.

Уравнение бегущей волны это уравнение которое описывает смещение частицы среды от положения равновесия в зависимости от времени и ее начальных координат

 

Волновое число

Волновое уравнение

Волновое уравнение − линейное дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее малые колебания струны, колебательные процессы в сплошных средах и в электродинамике.
В общем случае волна, распространяющаяся в пространстве, описывается уравнением. где u = u(x,y,z,t) − возмущение в точке x,y,z в момент времени t, v − скорость распространения волны