- •1)Виды заряда!! Закон сохранения!! Инвариантность и дискретность заряда!!!
- •2) Закон кулона!! Напряженность электрического поля!! Напряженность поля точечного заряда!!принцип суперпозиции и его применение к расчету электрических полей!!
- •4) Потенциальный характер электростатического поля!! Разность потенциалов!!
- •6) Распределение зарядов на проводнике!!! Электрическое поле у поверхности проводника!! Электроемкость проводника!!
- •7)Конденсатор!!! Электроемкость конденсатора!! Соединение конденсаторов!!
- •8)Электрический диполь и его поведение во внешнем однородном и неоднородном полях!!!
- •9)Поляризация диэлектриков!! Вектор поляризации!! Электрическое поле при наличии диэлектрика!! Связанные заряды!! Вектор электрического смещения!!!
- •10)Энергия заряженного конденсатора!! Энергия электрического поля и ее плотность!!!
- •11) Электрический ток и его хар-ки!! Закон Ома для участка цепи!! Дифферецальная форма закона Ома!!!
- •12)Работа и мощность в цепи постоянного тока!! Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференцальной форме!!!
- •13)Сторонние силы!! Электродвижущая сила источника тока!!закон Ома для участка цепи содержащей эдс и для замкнутой цепи!!!
- •14)Мощность и кпд источника постоянного тока!!!
- •15)Разветвленные цепи!! Правила Кирхгофа и их применение!!!
- •16)Электрический ток в газах!! Газовые заряды!!!
- •17)Электрический ток в электролитах!! Законы электролиза!! Практическое применение электролиза!!!
- •18)Основные особенности магнитного поля!! Рамка с током!! Направления магнитного поля!!!
- •19)Вектор индукции магнитного поля!! Связь между вектором магнитной индукции и напряженностью!!!
- •20) Принцип суперпозиции для магнитных полей!! Закон Био-Савара-Лапласа!! Магнитное поле кругового тока и соленоида!!!
- •21) Закон Ампера!! Взаимодействие параллельных токов!!!
- •22)Магнитное поле свободнодвижущегося заряда!! Сила Лоренца и ее проявление и применение!!!
- •23)Теорема полного тока и ее применение к расчету магнитных полей!!!
- •24)Поток вектора магнитной индукции!! Теорема гаусса для магнитного поля!!!
- •25)Явление электромагнитной индукции!! Закон Фарадея и правило Ленца!! эдс индукции в движущихся проводниках!!!
- •26)Индуктивность контура!!Взаимо и самоиндукция!! эдс самоиндукции!!!
14)Мощность и кпд источника постоянного тока!!!
Полная мощность источника, то есть работа, совершаемая сторонними силами за единицу времени, равна |
Во внешней цепи выделяется мощность |
Отношение равное |
называется коэффициентом полезного действия источника.
На рис. 1.11.1 графически представлены зависимости мощности источника Pист, полезной мощности P, выделяемой во внешней цепи, и коэффициента полезного действия η от тока в цепи I для источника с ЭДС, равной , и внутренним сопротивлениемr. Ток в цепи может изменяться в пределах от I = 0 (при ) до(приR = 0).
Рисунок 1.11.1.Зависимость ощности источника Pист,мощности во внешней цепи P и КПД источника η от силы тока |
Из приведенных графиков видно, что максимальная мощность во внешней цепи Pmax, равная
достигается при R = r. При этом ток в цепи
а КПД источника равен 50 %. Максимальное значение КПД источника достигается при I → 0, т. е. при R → ∞. В случае короткого замыкания полезная мощность P = 0 и вся мощность выделяется внутри источника, что может привести к его перегреву и разрушению. КПД источника при этом обращается в нуль.
15)Разветвленные цепи!! Правила Кирхгофа и их применение!!!
В разветвленных цепях можно выделить узловые точки (узлы), в которых сходятся не менее трех проводников (рис. 1.10.1). Токи, втекающие в узел, принято считать положительными; вытекающие из узла – отрицательными.
|
|
В узлах цепи постоянного тока не может происходить накопление зарядов. Отсюда следует первое правило Кирхгофа:
Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла в разветвленной цепи равна нулю:
|
Первое правило Кирхгофа является следствием закона сохранения электрического заряда.
В разветвленной цепи всегда можно выделить некоторое количество замкнутых путей, состоящих из однородных и неоднородных участков. Такие замкнутые пути называютсяконтурами. На разных участках выделенного контура могут протекать различные токи. На рис. 1.10.2 представлен простой пример разветвленной цепи. Цепь содержит два узла a и d, в которых сходятся одинаковые токи; поэтому только один из узлов является независимым (a или d).
Рисунок 1.10.2.
|
В цепи можно выделить три контура abcd, adef и abcdef. Из них только два являются независимыми (например, abcd и adef), так как третий не содержит никаких новых участков.
Второе правило Кирхгофа является следствием обобщенного закона Ома.
Запишем обобщенный закон Ома для участков, составляющих один из контуров цепи, изображенной на рис. 1.10.2, например, abcd. Для этого на каждом участке нужно задатьположительное направление тока и положительное направление обхода контура. При записи обобщенного закона Ома для каждого из участков необходимо соблюдать определенные «правила знаков», которые поясняются на рис. 1.10.3.
Рисунок 1.10.3.
|
Для участков контура abcd обобщенный закон Ома записывается в виде:
Для участка bc: I1R1 = Δφbc – 1.
Для участка da: I2R2 = Δφda – 2.
Складывая левые и правые части этих равенств и принимая во внимание, что Δφbc = – Δφda , получим:
I1R1 + I2R2 = Δφbc + Δφda – 1 + 2 = –1 – 2. |
Аналогично, для контура adef можно записать: – I2R2 + I3R3 = 2 + 3. |
Второе правило Кирхгофа можно сформулировать так: алгебраическая сумма произведений сопротивления каждого из участков любого замкнутого контура разветвленной цепи постоянного тока на силу тока на этом участке равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура.
Первое и второе правила Кирхгофа, записанные для всех независимых узлов и контуров разветвленной цепи, дают в совокупности необходимое и достаточное число алгебраических уравнений для расчета значений напряжений и сил токов в электрической цепи. Для цепи, изображенной на рис. 1.10.2, система уравнений для определения трех неизвестных токов I1,I2 и I3 имеет вид:
I1R1 + I2R2 = – 1 – 2, |
– I2R2 + I3R3 = 2 + 3, |
– I1 + I2 + I3 = 0. |
Таким образом, правила Кирхгофа сводят расчет разветвленной электрической цепи к решению системы линейных алгебраических уравнений. Это решение не вызывает принципиальных затруднений, однако, бывает весьма громоздким даже в случае достаточно простых цепей. Если в результате решения сила тока на каком-то участке оказывается отрицательной, то это означает, что ток на этом участке идет в направлении, противоположном выбранному положительному направлению.