- •2. Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса.
- •4. Насыщенный пар — пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава.
- •5 Физические процессы в гидросфере.
- •7. Образование рост и разрушения ледового покрова.
- •9. Формирование и таяние снежного покрова.
- •Электричество.
- •10. Электростатическая индукция
- •11. Электрическое поле заряженных проводников
- •12.Электростатическая защита
- •13.Электроёмкость
- •14. Конденсаторы
- •15.Соединение конденсаторов
- •16. Энергия электростатического поля
- •17. Разветвленные цепи.
- •18. Электродвижущая сила
- •19. Правило Кирхгофа
- •20.Работа и мощность в цепи постоянного тока
- •21.Закон Джоуля - Ленца
- •22 Получение синусоидального переменного тока.
- •23 Закон Ома — это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
- •24 Мощность переменного тока
20.Работа и мощность в цепи постоянного тока
Так как ток представляет собой перемещение заряда dq под действием электрического поля, то, по формуле А12=U1-U2=Q0(φ1-φ2), работа тока
dA=Udq=IUdt.
Если сопротивление проводника R, то, используется закон Ома I=U/R, получим
dA=I2Rdt=U2/Rdt
из dA=Udq=IUdt и dA=I2Rdt=U2/Rdt следует , что мощность тока
P=dA/dt=UI=I2R=U2/R.
Если работа тока выражается в джоулях, то мощность -- в ваттах. На практике применяются также внесистемные единицы работы тока: ватт-час (Вт*ч) и киловатт-час (кВт*ч). 1 Вт*ч – работа тока мощностью 1 Вт в течение 1 ч; 1 Вт*ч=3600 Вт*с=3,6*103 Дж; 1 кВт*ч=103 Вт*ч=3,6*106 Дж.
21.Закон Джоуля - Ленца
Закон Джоуля — Ленца (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) — закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока.
Закон Джоуля — Ленца: при протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил:
Выражение закона в интегральной форме: количество теплоты , выделенное в проводнике с силой тока , сопротивлением за время равно:
В случае постоянного тока и :
Выражение закона в дифференциальной форме: удельная мощность тока (, отнесённое к единице времени и единице объёма проводника) в точке проводника с плотностью тока и напряжённостью электрического поля равна:
22 Получение синусоидального переменного тока.
Синусоидальный ток, переменный ток, являющийся синусоидальной функцией времени вида: i = Im sin (wt + j), где i - мгновенное значение тока, Im - его амплитуда, w - угловая частота, j - начальная фаза. Т. к. синусоидальная функция имеет себе подобную производную, то во всех частях линейной цепи Синусоидальный ток (см. Линейные системы) напряжения, токи и индуцируемые эдс также являются синусоидальными. Целесообразность применения Синусоидальный ток в технике связана с упрощением электрических устройств и цепей (как и их расчётов).
23 Закон Ома — это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
Закон Ома формулируется так: Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна характеристике участка, которую называют электрическим сопротивлением этого участка.
Если ток является синусоидальным с циклической частотой ω, а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:
где:
U = U0eiωt — напряжение или разность потенциалов, I — сила тока, Z = Re—iδ — комплексное сопротивление (импеданс), R = (Ra2+Rr2)1/2 — полное сопротивление, Rr = ωL — 1/ωC — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного), Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты, δ = —arctg Rr/Ra — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.
При этом переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеряемым) значениям может быть произведён взятием действительной или мнимой части (но во всех элементах цепи одной и той же!) комплексных значений этих величин. Соответственно, обратный переход строится для, к примеру, U = U0sin(ωt + φ) подбором такой , что . Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как
Если ток изменяется во времени, но не является синусоидальным (и даже периодическим), то его можно представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей можно считать компоненты фурье-разложения тока действующими независимо.
Также необходимо отметить, что закон Ома является лишь простейшим приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и от сопротивления и для некоторых структур справедлив лишь в узком диапазоне значений.