Э27

11

Изображения найденных системных взаимосвязей запомнить через клавишу Print Scrn и программу Paint, сохранить, распечатать и приложить к отчету по работе.

Задание 6. Освоить практическое пользование планарным (плоским) изображением системы электромагнитных величин.

Контрольные теоретические вопросы

1.Дайте определение следующих понятий: физическая величина, единица измерения физи-

ческой величины, размерность физической величины.

2.Сформулируйте определения для: системы физических величин и системы единиц физи-

ческих величин. Приведите примеры. В чем отличия этих понятий?

3.Назовите семь основных и две дополнительные физические величины международной системы единиц СИ. Назовите единицы измерения этих величин, их обозначения. Как обозначаются размерности этих величин?

4.Какие системы единиц называются естественными? Какие единицы физических величин называют планковскими и каков порядок их величин?

5.В чем принципиальное отличие основных и производных физических величин любой сис-

темы единиц? Что такое определяющее уравнение связи?

6.Назовите две основные группы, которые образуют механические физические величины.

7.Как отличаются по размерности механические величины системы СИ от содержащих их

LT–размерностных системных элементов?

8.Назовите три основные группы электромагнитных физических величин в изучаемой сис-

теме. Как отличаются по размерности физические величины этих групп (в системе СИ) от содержащих их LT–размерностных элементов?

9.Как производится поиск закономерностей в системе размерностных взаимосвязей физиче-

ских величин в бумажном и электронном вариантах исполнения? Приведите примеры из электромагнетизма. В каких случаях системная закономерность имеет вид прямой линии?

10.На какие системные группы можно разделить известные Вам физические закономерности

вобласти электромагнетизма?

Литературные и методические материалы:

1. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5 кн. : Кн. 2. Электромагнетизм.: Учеб. пособие для втузов. – М.: ООО «Издательство Астрель: ООО «Издательство АСТ», 2004. (Раздел

11.3).

12

2.Мартинсон Л.К., Морозов А.Н., Смирнов Е.В. Электромагнитное поле. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. – 422 с.

3.Литвинов О.С., Горелик В.С. Электромагнитные волны и оптика. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2006. – 448 с.

4.Чуев А.С., Задорожный Н.А. Компьютерный практикум по изучению системы электромагнитных величин и их закономерностей. // Журн. «Физическое образование в вузах». Т.19. №1-2013. С. 98-104.

5.Чуев А.С. Системный подход в физическом образовании инженеров. // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. - № 2. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/299700.html (дата обращения: 2.02.2012).

6.Стоцкий Л.Р. Физические величины и их единицы: Справ. Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1984. – 239 с.

7.Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. – М.: Наука. 1988. 432 с.

8.Чуев А.С., Легейда А.С. Система физических величин в электронном исполнении. Необратимые процессы в природе и технике: Тезисы докладов Четвертой Всероссийской конференции 29-31 января 2007 г. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, ФИАН, 2007. С. 626-630.

9.Инструкция пользователя к компьютерному лабораторному практикуму «Изучение системных размерностных взаимосвязей физических величин». МГТУ им. Н.Э. Баумана. В электронном формате прилагается к компьютерной программе. 2014 г.

									Приложение 1
	Системные уровни общих базовых и электромагнитных величин,
	их расположение в системных элементах
							Размерность		Соотношение
	Наименование	Обозна-	Размерность				системного
№	физической величины (ФВ)	чение	ФВ				LT – элемен-		размерностей
п/п		ФВ	в СИ				та, в кото-		LT- элемента и
							рый входит		ФВ в СИ
							ФВ
	Динамические общие базовые величины
1.	Энергия	W	ML2T–2				L5T–4		M–1L3T–2 = G
	Объемная плотность энергии	w	–1			–2	2	–4
2.	(давление)		ML	T			L T
	Мощность (энергия за едини-	N	2		–3		5	–5
3.	цу времени)		ML T				L T

13

Импульс (количество движе-

P

–1

4

–3

4.

ния)

MLT

L T

5.

Объемная плотность импульса

ρP

ML–2T–1

LT–3

6.

Сила механическая

F

MLT–2

L4T–4

7.

Изменение силы

dF/dt

MLT–3

L4T–5

8.

Вращательный момент силы

M

ML2T–2

L5T–4

9.

Объемная плотность силы

ρF

ML–2T–2

LT–4

Натяжение (поверхностная

f

–2

3

–4

10.

плотность энергии)

MT

L T

Вектор Умова-Пойнтинга

s

–3

3

–5

11.

(изменение натяжения)

MT

L T

Объемная плотность

ρf

–3

–2

–4

12.

натяжений

ML

T

T

13.

Давление

p

ML–1T–2

L2T–4

14.

Градиент давления

gradp

ML–2T–2

LT–4

15.

Изменение давления

dp/dt

ML–1T–3

L2T–5

16.

Вязкость динамическая

η

ML–1T–1

L2T–3

17.

Масса (инертная)

m

M

L3T–2

18.

Расход (ток) массы

m/t

MT–1

L3T–3

19.

Объемная плотность массы

ρm

ML–3

T–2

Поток объемной плотности

jm

–2

–1

–3

20.

массы

ML

T

LT

Механич. момент инерции

2

5

–2

21.

I = Σ(miri)2

Im

МL

L T

Момент импульса

L = mvr

2

–1

5

–3

22.

(действие актуальное)

ML T

L T

Потенциальное действие

3

–2

6

–4

23.

П = FS = f∙V

П

ML T

L T

Кинематические общие базовые величины

1.

Безразмерная константа

L0T0

L0T0

1

2.

Пространственная протяжен-

l

L

L

ность (длина)

3.

Площадь

S

L2

L2

4.

Объем пространства

V

L3

L3

5.

Время

t

T

T

Градиент времени (предпола-

6.

гаемая ФВ, обратная скорости)

gradt

L–1T

L–1T

7.

Изменение объема

dV/dt

L3T–1

L3T–1

8.

Поток объема

Vv

L4T–1

L4T–1

9.

Ускорение объема

Va

L4T–2

L4T–2

Вязкость кинематическая

υ

2

–1

2

–1

10.

(коэффициент диффузии)

L T

L T

11.

Скорость

v

LT–1

LT–1

12.

Ускорение

a

LT–2

LT–2

13.

Угловая скорость

ω

T–1

T–1

(угловая частота)

14.

Угловое ускорение

ε

T–2

T–2

15.

Вихрь вращения

ξ

L–1T–1

L–1T–1

14

16.

Кривизна пространства

l–1

L–1

L–1

Базовые (материальные) электромагнитные величины

1.

Электрический заряд

q

TI

L3T–1

Поверхностная плотность

σq

–2

–1

2.

электрического заряда

L

TI

LT

Объемная плотность

ρq

–3

–1

3.

электрического заряда

L

TI

T

Электрический дипольный

q∙l

4

–1

4.

момент

LTI

L T

5.

Индукция электрического по-

D

L–2TI

LT–1

Изменение индукции электри-

dD/dt

–2

–2

6.

ческого поля

L

I

LT

7.

Поляризованность диэлектри-

P

L–2TI

LT–1

8.

Сила электрического тока

I

I

L3T–2

Пространственный элемент

I∙l = qv

4

–2

9.

тока

LI

L T

Плотность электрического

–2

–2

3

–2 –1

10.

тока

j

L

I

LT

L T

I =

G∙k

11.

Магнитный дипольный

pm

L2I

L5T–2

момент

12.

Изменение магнитного

dpm/dt

L2IT–1

L5T–3

момента

Напряженность магнитного

H

–1

2

–2

13.

поля

L

I

L T

14.

Циркуляция вектора H

= I

I

L3T–2

15.

Ротор вектора H

(rotH)

L–2I

LT–2

16.

Намагниченность магнетика

J

L–1I

L2T–2

17.

Циркуляция вектора J

= Iмол

I

L3T–2

18.

Ротор вектора J

(rotJ)

L–2I

LT–2

Сила поверхностного тока на-

L–1I

T–2

19.

магничивания на единицу дли-

i

ны

Полевые электромагнитные величины

Магнитный поток

Ф;

2

–2

–1

2

–2

–1

I= k

1.

(потокосцепление)

(Ψ)

L T

MI

L T

M

2.

Изменение магнитного потока

dФ/dt

L2T–3MI–1

L2T–3

3.

Электрический потенциал

φ

L2T–3MI–1

L2T–3

4.

Потенциал, электрическое на-

gradφ

L2T–3MI–1

L2T–3

пряжение, (электродвижущая

сила)

Изменение электрического

dφ/dt

2

–4

–1

2

–4

5.

потенциала

L T

MI

L T

6.

Векторный потенциал

A

LT–2MI–1

LT–2

7.

Напряженность электрическо-

E

LT–3MI–1

LT–3

го поля

8.

Изменение напряженности

dE/dt

LT–4MI–1

LT–4

электрического поля

9.

Индукция магнитного

B

T–2MI–1

T–2

поля

15

10.

Изменение индукции

dB/dt

T–3MI–1

T–3

магнитного поля

Дивергенция и ротор напря-

divE

–3

–1

–3

11.

женности электрического поля

T

MI

T

(rotЕ)

Ротор индукции магнитного

(rotB)

–1

–2

–1

–1

–2

12.

поля

L T

MI

L

T

Структуро-средовые электромагнитные величины

(Первой группы)

Абсолютная диэлектрическая

εε0

–1

–3

4 2

2

1.

проницаемость

M

L

T I

T

2.

Электрическая

C

–1

–2

4 2

LT

2

емкость

M

L

T I

Изменение

dС/dt

–1

–2

3 2

3.

емкости

M

L

T I

LT

ML3T–2I–2 =

Электрическая проводимость

2

4.

g

M–1L–2T3I2

LT

G∙k

(потенциальная, по φ)

5.

Изменение проводимости

dg/dt

M–1L–2T2I2

L

6.

Удельная

σ

–1

–3

3 2

T

проводимость

M

L

T I

(Второй группы)

Абсолютная магнитная

μμ0

–2

–2

–2

7.

проницаемость

MLT

I

L

8.

Индуктивность

L

ML2T–2I–2

L–1

9.

Изменение индуктивности

dL/dt

ML2T–3I–2

L–1T–1

10.

Электрическое сопротивление

R

ML2T–3I–2

L–1T–1

–1

–3

2 2

M

L

T I

=

Изменение электрического

2

–4

–2

–1

–2

–1

–2

11.

сопротивления

dR/dt

ML T

I

L

T

G

k

Удельное электрическое

ρ

3

–3

–2

–1

12.

сопротивление

ML T

I

T

Градиент электрического

β

–3

–2

–2

–1

13.

сопротивления

MLT

I

L

T

ФВ, используемые в описании эффекта Холла

1.

Постоянная Холла

RH

L3T–1I–1

T

L–3T2I

2.

Подвижность носителей тока

u0

T2M–1I

T2

MI–1