формула. физика формула. Физика основные формулы, связи между физическими величинами
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
Полицинский Е.В. 22 34. Изменение энтропии системы при её равновесном переходе из состояния в состояние 2 2 2 1 2 2 1 1 1 Q U A S S S T T 3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ Электростатика Закон сохранения электрического заряда в изолированной (замкнутой) системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся постоянной q 1 +q 2 +q 3 +q 4 +…..q n = const. Замкнутая (изолированная) система – система, не обменивающаяся зарядами с внешними телами. 2. Закон Кулона: сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. 1 2 1 2 2 2 0 4 Q Q Q Q F k r r Здесь 2 9 2 0 1 9 10 нм Кл , ε 0 =8,85·10 -12 Ф/м – электрическая постоянная диэлектрическая проницаемость среды (табличная величина. 3. Напряженность электростатического поля 0 F E q , где F – сила, действующая на точечный положительный заряд q 0 , помещенный в данную точку поля. 4. Если электростатическое поле создано несколькими (N) точечными зарядами, то его напряжённость в любой точке поля равна геометрической сумме напряжённостей полей, созданных каждым из зарядов в отдельности. 1 2 3 1 N N i i E E E E E E , где i E – напряженность поля, создаваемая зарядом с номером i 5. Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от заряда, 2 0 4 q E r 6. Напряженность поля, создаваемого бесконечно длинной равномерно заряженной нитью (или цилиндром) на расстоянии r от ее оси, 0 2 E r , где – линейная плотность заряда. ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. Линейная плотность заряда есть величина, равная отношению заряда, распределенного по нити, к длине нити (цилиндра q l 7. Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью 0 2 E , где – поверхностная плотность заряда. Поверхностная плотность заряда есть величина, равная отношению заряда, распределенного по поверхности, к площади этой поверхности q S 8. Напряженность поля между двумя равномерно и разноименно заряженными бесконечными параллельными плоскостями (поле плоского конденсатора. Напряженность электрического поля Е, создаваемого металлической заряженной сферой радиуса R на расстоянии r от центра сферы а) на поверхности сферы (r = R) : 2 0 4 q E R ; б) вне сферы (r > R) : 2 0 4 q E r ; в) внутри сферы (r < R) : 0 E 10. Напряженность электрического поля равномерно заряженного бесконечного цилиндра 0 1 2 E r 11. Электрическое смещение D связано с напряженностью E электрического поля соотношением 0 D E Это соотношение справедливо только для изотропных диэлектриков. 12. Потенциалом называется физическая величина, равная отношению потенциальной энергии, которой обладает единичный, положительный пробный заряд, помещенный в данную точку поляк величине этого заряда п. Потенциал поля точечного заряда 0 4 q q k r r , где r – расстояние от заряда до точки, в которой вычисляется потенциал. ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. 24 14. Если поле создано несколькими зарядами, то потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов ц ц ц ц ц ц 4 рее. Для тела, заряженного по объему V пс ц рее, где q V – объёмная плотность заряда. 16. Для тела, заряженного по поверхности S п 1 у ц рее. Для тела заряженного по линии L п 1 ф ц рее. Разность потенциалов между точками бесконечно заряженной плоскости на расстоянии x 1 и от плоскости (при =1) 2 2 1 1 1 2 2 1 0 0 ( ) 2 2 x x x x Edx dx x x 19. Разность потенциалов между двумя бесконечными параллельными разноимённо заряженными плоскостями с расстоянием d при =1) 1 2 0 0 0 0 d d Edx dx d 20. Для поля равномерно заряженной сферической поверхности с зарядом (при =1) 1 2 1 2 2 1 0 1 2 1 1 ( ) ( , ) 4 Q r R r R r r r r , где R – радиус сферы. Потенциал поля вне сферической поверхности 0 1 4 Q r Внутри сферической поверхности потенциал всюду одинаков и равен потенциалу поверхности 0 4 Q R 21. Для поля равномерно заряженного бесконечного цилиндра радиусом (при =1) 2 1 2 1 2 2 1 0 1 ln ( , ) 2 r r R r R r r r , ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. где r 1 и r 2 – расстояния от оси заряженного цилиндра, τ – линейная плотность заряда. 22. Работа перемещения электрического заряда в электрическом поле из точки А в точку В A = q ) ( B A 23. Связь между напряженностью поля и потенциалом E d grad dr ; ( ) E i j k x y z , где , , i j k – единичные векторы координатных осей x, y, z. Для однородного электрического поля ( E const ) 1 2 U E d d , где d – расстояние вдоль линии напряженности между двумя точками с потенциалами φ 1 и φ 2 24. Энергия взаимодействия системы точечных зарядов 1 2 , ..., n Q Q Q определяется работой, которую эта система зарядов может совершить при удалении их относительно друг друга в бесконечность, и выражается формулой 1 1 2 n i i i W Q , где i – потенциал поля, создаваемого всеми 1 n зарядами (за исключением го) в точке, где расположен заряд i Q 25. Электрическая ёмкость уединенного проводника или конденсатора q C , где ∆q – заряд, сообщенный проводнику (конденсатору – изменение потенциала, вызванное этим зарядом. 26. Если проводник имеет форму шара 0 4 q C R , где R – радиус шара. 27. Ёмкость плоского конденсатора 0 S C d , где S – площадь пластины конденсатора d – расстояние между пластинами. Ёмкость слоистого конденсатора n n d d d S C 2 2 1 1 0 ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. 26 29. Ёмкость цилиндрического конденсатора (два коаксиальных цилиндра длиной l и радиусами и r 2 , пространство между которыми заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ) 0 2 1 2 ln l C r r 30. Ёмкость сферического конденсатора (две концентрических сферы с радиусами r 1 и r 2 ): 1 2 0 2 1 4 r r C r r 31. Ёмкость батареи параллельно соединенных конденсаторов С = С +С +…+С n , где n – число конденсаторов. Напряжение и заряд на конденсаторах, соединенных параллельно, U = U 1 = U 2 =...= U n , q = q 1 + q 2 +...+ q n . 32. Формула для определения ёмкости батареи последовательно соединенных конденсаторов n C C C C 1 1 1 1 2 Напряжение и заряд на конденсаторах, соединенных последовательно, U = U 1 + U 2 +...+ U n , q = q 1 = q 2 =...= q n . 33. Энергия заряженного проводника 2 2 2 2 2 C U q q W C , где U = – разность потенциалов или напряжение. 34. Энергия заряженного плоского конденсатора 2 0 2 E W V , где V – объём конденсатора. 35. Объёмная плотность энергии электрического поля 2 2 0 0 2 2 2 E E D D 36. Сила между двумя заряженными обкладками конденсатора 2 2 0 0 0 1 2 2 2 dW q S F E S dx S 37. Под действием силы обкладки конденсатора сжимают пластину диэлектрика, помещённого между ними, ив диэлектрике возникает давление ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. Электрический ток 38. Сила тока Сила постоянного тока t q I 39. Вектор плотности тока I j k S , где k – единичный вектор, по направлению совпадающий с направлением движения положительных носителей заряда S – поперечное сечение проводника. Если за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд dq n e Sdt где , , n e и – концентрация, заряди средняя скорость упорядоченного движения зарядов, то сила тока dq I n e S dt , а плотность тока j n e 41. Сопротивление однородного проводника l R S , где – удельное сопротивление l – длина проводника S – поперечное сечение проводника. 42. Удельная проводимость (электропроводность) 1 43. Зависимость удельного сопротивления от температуры 0 (1 ) t , где и 0 – удельные сопротивления соответственно при t и 0 о С; t – температура (по шкале Цельсия – температурный коэффициент сопротивления. В случае последовательного соединения резисторов 1 2 1 1 1 , , n n n i i i i n i i I I I I I R U U I R R R 45. В случае параллельного соединения резисторов ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. 28 1 2 1 1 1 , 1 , 1 1 n n n i i i i n i i U U U U U I I U R R R R 46. Закон Ома для участка цепи, не содержащего ЭДС R U I , где I – сила тока U – напряжение R – сопротивление проводника. 47. Закон Ома для полной замкнутой цепи r R I , где – ЭДС генератора R – внешнее сопротивление r – внутреннее сопротивление источника тока. 48. Закон Ома в дифференциальной форме 1 j E E , где Е – напряженность электрического поля – удельная электрическая проводимость вещества проводника – удельное сопротивление. 49. Закон Джоуля-Ленца: A = Q = I·U·t = I 2 ·R·t = 2 U t R , где A – работа по перемещению зарядов по проводнику Q – количество выделенной в проводнике теплоты t – время протекания тока. 50. Мощность тока N= I·U = I 2 ·R = 2 U R , 51. Полная мощность, выделяющаяся вцепи. Коэффициент полезного действия источника тока п r , где п – полезная мощность, N – полная мощность. 53. Законы Кирхгофа для разветвленной цепи. Первое правило Кирхгофа алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Второе правило Кирхгофа в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвлённой электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов i I на сопротивление i R соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС k , встречающихся в этом контуре ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. 29 i i k i k I R 54. Закон Ома по классической электронной теории 2 , 2 e e n q j E m где 2 ; 2 e e n q m n – концентрация электронов время свободного пробега электронов. По квантовой теории электропроводности металлов 2 0 , e e n q m u где u 0 – скорость электрона, находящегося на верхнем занятом энергетическом уровне < > средняя длина свободного пробега электрона. 55. Плотность тока насыщения при термоэлектронной эмиссии определяется формулой н T k T , где Т – температура катода, А – работа выхода, k – постоянная Больцмана, В – эмиссионная постоянная, разная для разных металлов. 56. Закон электролиза. Фарадей установил, что при прохождении электрического тока через электролит масса вещества выделившегося на электроде, пропорциональна заряду, прошедшему через электролит m k q или m k I t , где I – сила тока ∆t – время пропускания тока через электролит k – электрохимический эквивалент. Он равен 1 M M k e N n F n , где e =1,6·10 -19 Кл – величина элементарного заряда N A = 6,02·10 23 моль -1 – число Авогадро М – молярная масса n – валентность иона, A F e N ; 96500 ( ) Кл F моль – число Фарадея. 57. Подвижность ионов b E , где – средняя скорость упорядоченного движения ионов Е – на- пряжённость электрического поля. 58. Закон Ома в дифференциальной форме для электролитов и газов при самостоятельном разряде в области, далёкой от насыщения, ( ) j Q n b b E , ФИЗИКА основные формулы, связи между физическими величинами Полицинский Е.В. где Q – заряд иона n – концентрация ионов и b – подвижности соответственно положительных и отрицательных ионов. 59. Плотность тока насыщения нас n d , где 0 n – число пар ионов, создаваемых ионизатором в единице объёма в единицу времени d – расстояние между электродами. 0 / ( ) n N V t , где N – число пар ионов, создаваемых ионизатором за время t в пространстве между электродами V – объём этого пространства. 60. Напряженность электрического поля в однородном диэлектрике своб пол 0 , E E где своб – плотность на обкладках металлических пластин, создающих электрическое поле пол – поверхностная плотность поляризованных зарядов. Вектор поляризации РЕ пол. Связь между Е и Е 1 , 1 E где диэлектрическая восприимчивость диэлектрика. 63. Вектор электрической индукции D D = E· 0 + Р. В простейшем случае D = Е. 64. Формула Клаузиуса-Моссотти 1 1 , 1 где атомная поляризуемость N – полное число молекул в единице объема. 65. Связь между и = ·N, где N – число диполей в единице объема. Магнитное поле 66. Связь магнитной индукции B с напряженностью H магнитного поля o B H , где – магнитная проницаемость изотропной среды o – магнитная постоянная 10 o Гн м. |