- •Часть 1
- •Введение
- •Глава 1. Электрическое поле в вакууме §1. 1. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность
- •§1. 2. Теорема Гаусса
- •§1. 3. Применение теоремы Гаусса для расчета электрических полей
- •§1. 4. Работа сил электрического поля. Циркуляция вектора напряженности
- •§1. 5. Потенциал и разность потенциалов электрического поля
- •§1. 6 Связь между напряжённостью и потенциалом
- •§1. 7.Потенциалы некоторых полей
- •Вопросы и качественные задачи
- •Глава 2. Диэлектрики в электрическом поле §2. 1. Поляризационные заряды. Типы диэлектриков
- •§2. 2. Вектор поляризации. Электрическое поле в диэлектриках
- •§2. 3.Электрическое смещение. Теорема Гаусса для диэлектриков
- •§4. Закон Кулона для диэлектриков
- •§5. Неоднородные диэлектрики. Граничные условия
- •Вопросы и качественные задачи
- •Глава 3. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы § 3.1. Электрическое поле заряженного проводника
- •§ 3. 2. Проводники в электрическом поле
- •§ 3. 3. Электроемкость. Конденсаторы
- •Вопросы и качественные задачи
- •Глава 4. Энергия электрического поля § 4. 1. Энергия системы зарядов
- •§ 4. 2. Энергия заряженного конденсатора
- •§ 4. 3. Энергия электрического поля. Плотность энергии
- •Вопросы и качественные задачи
- •Глава 5. Постоянный электрический ток § 5. 1. Электрический ток. Плотность и сила тока. Закон Ома. Закон Джоуля-Ленца
- •§ 5. 2. Электродвижущая сила. З акон Ома для замкнутой цепи
- •§5. 3. Коэффициент полезного действия источника тока
- •§5. 4. Расчет электрических цепей. Правила Кирхгофа
- •Вопросы и качественные задачи
- •Библиография
- •Часть 1 1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет имени Александра
Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых »
(ВлГУ)
А.В. ГОНЧАРОВ
Физические основы электромагнетизма
Часть 1
Электростатическое поле и
постоянный электрический ток
Учебное электронное издание
Владимир 2013
У ДК 538.3
ББК 22.33
Г 65
Рецензент
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры технико-технологических дисциплин, декан технико-экономического факультета Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
В.А. Игонин
Физические основы электромагнетизма. Часть 1. Электростатическое поле и постоянный электрический ток: электронное издание/ Владим. гос. ун-т имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых ; сост.: А.В. Гончаров. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2013. – 50 с.
Соответствует требованиям государственных стандартов. Состоит из пяти глав, в которых раскрывается физический смысл основных законов и понятий электростатического поля и постоянного тока.
Предназначено для студентов второго и третьего курсов всех форм обучения и специальностей педагогического образования, изучающих физику.
Рекомендовано для формирования профессиональных компетенций в соответствии с ФГОС 3-го поколения.
Ил. 41. Библиогр.: 8 назв.
УДК 538.3
ББК 22.33
© ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет», 2013
© Гончаров А.В., 2013
Введение
В природе существует четыре вида фундаментальных взаимодействий, одним из них является электромагнитное. Оно играет важную роль в природе: обуславливает образование атомов и молекул, из которых состоит вещество. С другой стороны законы электромагнетизма имеют большое практическое значение. Сегодня трудно представить нашу жизнь без электроэнергии, электроники и современных средств передачи и получения информации. Вот почему надо изучать законы электромагнетизма и их следствия.
Основой математического аппарата, описывающего теорию электромагнетизма, являются такие понятия, как поток и циркуляция вектора, дивергенция и ротор.
Основным физическим понятием в этом разделе физики является электромагнитное поле, которое описывается уравнениями Максвелла. В случае стационарности (независимости основных характеристик поля от времени), электрическое и магнитное поля можно изучать независимо друг от друга. Поэтому в первой части издания будут рассмотрены законы электростатического поля и постоянного тока.
Особое внимание следует обратить на понятия поток и циркуляция вектора напряжённости, с помощью, которых формулируются основные законы и свойства электростатического поля. Эти законы позволяют решить основную задачу электростатики: рассчитать напряженность и потенциалы во всех точках поля по заданному распределению электрических зарядов.
При изучении постоянного электрического тока рассматриваются правила Кирхгофа, позволяющие рассчитывать разветвлённые электрические цепи.
В конце каждой главы для самостоятельной работы приводятся вопросы и качественные задачи, позволяющие оценить уровень усвоения теоретического материала.
Данное издание является дополнением к читаемому курсу лекций «Общая и экспериментальная физика» для студентов физико-математического факультета по направлению педагогическое образование.