Экзамен по физике 2 курс. 1. Электрический заряд и его свойства. Электрический заряд
 Скачать 139.18 Kb.
|
52.53. Магнитное поле в веществе. ФерромагнетикиФизическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородной среде отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью:  Магнитные свойства веществ в основном определяются электронами, входящими в состав атомов. Одним из важнейших свойств электрона является наличие у него не только электрического, но и собственного магнитного поля. Собственное магнитное поле электрона называют спиновым Вещества крайне разнообразны по своим магнитным свойствам. У большинства веществ эти свойства выражены слабо. Слабо-магнитные вещества делятся на две большие группы – парамагнетики и диамагнетики. Они отличаются тем, что при внесении во внешнее магнитное поле парамагнитные образцы намагничиваются так, что их собственное магнитное поле оказывается направленным по внешнему полю, а диамагнитные образцы намагничиваются против внешнего поля. Диамагнитными свойствами обладают атомы любых веществ. Однако во многих случаях диамагнетизм атомов маскируется более сильным парамагнитным эффектом. Явление диамагнетизма было открыто М. Фарадеем в 1845 г. Вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле, называются ферромагнетиками. Ферромагнетиками могут быть различные сплавы, содержащие ферромагнитные элементы. Ферромагнитные материалы делятся на две большие группы – на магнито-мягкие и магнито-жесткие материалы. Магнито-мягкие ферромагнитные материалы почти полностью размагничиваются, когда внешнее магнитное поле становится равным нулю. К магнито-мягким материалам относится, например, чистое железо, электротехническая сталь и некоторые сплавы. Эти материалы применяются в приборах переменного тока 54.Электромагнитная индукция. Правило Ленца Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур. Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции инд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:  Эта формула носит название закона ФарадеяОпыт показывает, что индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. Это утверждение, сформулированное в 1833 г., называется правилом Ленца. Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока в контуре надо так: 1. Определить направление линий магнитной индукции вектора В внешнего магнитного поля. 2. Выяснить, увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром, или уменьшается 3. Установить направление линий магнитной индукции вектора В’ магнитного поля индукционного тока. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиям магнитной индукции вектора 4. Зная направление линий магнитной индукции вектора В’, найти направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика. 55.Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн). Энергия магнитного поля показывает, какую работу затратил электрический ток в проводнике на создание этого магнитного поля. Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией. В момент замыкания эл.цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодолении действии возникающей ЭДС самоиндукции. Это часть энергии, называемая собственной энергией тока идет на образования магнитного поля. Энергия магнитного поля равна энергии собственного поля. Собственная энергия тока равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи. 56. Вынужденные колебания. Переменный токПроцессы, возникающие в электрических цепях под действием внешнего периодического источника тока, называются вынужденными колебаниями. Вынужденные колебания, в отличие от собственных колебаний в электрических цепях, являются незатухающими. Внешний источник периодического воздействия обеспечивает приток энергии к системе и не дает колебаниям затухать, несмотря на наличие неизбежных потерь. Если частота ω0 свободных колебаний определяется параметрами электрической цепи, то установившиеся вынужденные колебания всегда происходят на частоте ω внешнего источника. Электрические цепи, в которых происходят установившиеся вынужденные колебания под действием периодического источника тока, называются цепями переменного тока. Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению 57. Трансформаторы. Передача электрической энергииТрансформатор – это устройство для преобразования переменного тока. При котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности. Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная. Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой. Для уменьшения потерь на нагревание проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи, и, следовательно, увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток частотой 50 Гц. 58.Закон ома для участка цепи Немецкий физик Г. Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению U на концах проводника:  Сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени Δt, к этому интервалу времени. Величину R принято называть электрическим сопротивлением. Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором. Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. 59. Закон ома для неоднородного участка цепи Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, называют неоднородным участком цепи.При прохождении электрического тока в замкнутой цепи на свободные заряды действуют силы со стороны стационарного электрического поля и сторонние силы. При этом на отдельных участках этой цепи ток создается только стационарным электрическим полем. Такие участки цепи называются однородными. На некоторых участках этой цепи, кроме сил стационарного электрического поля, действуют и сторонние силы. Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, называют неоднородным участком цепи. Для того чтобы выяснить, от чего зависит сила тока на этих участках, необходимо уточнить понятие напряжения. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид:  где R — общее сопротивление неоднородного участка. Сила тока проводнике пропорциональна разности потенциалов на концах проводника 60.Сила Ампера В общем случае сила Ампера выражается соотношением: Это соотношение принято называть законом Ампера. F=BIΔl sin α Определение: сила с которой магнитное поле действует на помещенный в него отрезок проводника с током . равна произведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями тока и магнитной индукции . Единица магнитной индукции называется тесла (Тл). Ампер – сила неизменяющегося тока. Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в него |