Formler för elektricitet och magnetism.
Coulombs lag
1. Coulombs lag
2 . elektrisk fältstyrka
3.
fältstyrkemodul för en punktladdning
4 . superpositionsprincipen
5. -vektor för dipolens elektriska moment – dipolmoment
6. 
2. Gauss sats
7
8.
9.
Gauss sats
10. 
Gauss sats
11.
12.
- fältdivergens
13
Elektrostatisk fältpotential
14.
-arbete av elektrostatiska fältkrafter för att flytta en testladdning q i det elektriska fältet för en punktladdning Q
15. - integrerat tecken på potentialiteten hos det elektrostatiska fältet
16.
- ökning av elektrostatisk fältpotential
17
. 
- minskad elektrostatisk fältpotential
18 . - potentiell normalisering (val av referenspunkt)
19 . - superpositionsprincip för
20. - kvasi-statiskt arbete av fältkrafter vid förflyttning
längs en godtycklig väg från punkt 1 till punkt 2
21. - lokal relation mellan och
22. - punktladdningspotential
23. - dipolpotential
24. 
- Hamiltonsk differentialoperatör ("nabla") i polärt koordinatsystem
25
. 
- Laplace-operatör eller Laplacian
26. - Laplace ekvation
27. - Poissons ekvation
4. Energi i elektrostatik.
28. - energi av elektrostatisk interaktion av laddningar med varandra
29
. 
- total elektrostatisk energi hos en laddad kropp
30. - volymetrisk energitäthet (energi lokaliserad i en volymenhet)
31. - energi för interaktion av en punktdipol med ett externt fält
5. Elektrostatiska ledare
32. - fält nära ledarens yta
33.
- elektrisk kapacitet hos en ensam ledare
34. - Kapacitans för en kondensator med parallella plattor
35 . - kapacitansen hos en sfärisk kondensator bildad av sfäriska ledande ytor med radier A Och b
36
. 
- kondensatorenergi
6. Elektrostatiskt fält i dielektrikum
37. , - ämnets dielektrisk känslighet
38. - polarisation (elektriskt dipolmoment per volymenhet av ett ämne)
39. - samband mellan spänning och polarisering
40 . Gauss sats för en vektor i integralform
41. - Gauss sats för en vektor i differentialform
42. - randvillkor för vektorn
43.
- Gauss sats för vektorer i dielektrikum
44 . - elektrisk förskjutning
45. - integral och lokal Gauss-sats för vektor
46. - gränsvillkor för vektorn, där är ytdensiteten för tredje parts laddningar
47.
- anslutning för isotropa media
D.C
48. - strömstyrka
49 . - laddning som passerar genom ledarens tvärsnitt
50. - kontinuitetsekvation (lag om avgiftsbevarande)
51. - kontinuitetsekvation i differentialform
52
. 
- potentialskillnaden för en ledare i vilken inga yttre krafter verkar identifieras med spänningsfallet
53. - Ohms lag
54.
- Joule-Lenz lag
55. - motstånd hos en tråd tillverkad av homogent material av samma tjocklek
56. - Ohms lag i differentiell form
57 . - resistivitetens reciproka kallas elektrisk konduktivitet
58 . - Joule–Lenz lag i differentiell form
59.
-integral form av Ohms lag med hänsyn till fältet för yttre krafter för den del av kretsen som innehåller EMF.
60 . - Kirchhoffs första lag. Den algebraiska summan av strömstyrkorna för varje nod i en grenad krets är lika med noll.
61. -Kirchhoffs andra lag. Summan av spänningarna längs en sluten slinga i kretsen är lika med den algebraiska summan av de emk som verkar i denna slinga.
62
. 
- specifik termisk effekt av ström i ett ojämnt ledande medium
Biot-Savarts lag
63
. 
- Lorentz styrka
64 . - om det elektromagnetiska fältet är elektriskt i någon referensram
(dvs.), sedan i en annan referensram, som rör sig relativt K med en hastighet, är komponenterna i det elektromagnetiska fältet icke-noll och relaterade av relationen 64
65 . - om en elektriskt laddad kropp i någon referensram har en hastighet, så är de elektriska och magnetiska komponenterna i det elektromagnetiska fältet som skapas av dess laddning relaterade i denna referensram med relationen
66 . - om i något referenssystem det elektromagnetiska fältet är magnetiskt (), i vilket annat referenssystem som helst som rör sig med en hastighet i förhållande till det första, är komponenterna i det elektromagnetiska fältet icke-noll och är relaterade av relationen
67.
-
magnetfältsinduktion av en rörlig laddning
68
. 
-
magnetisk konstant
6.
2. Gauss sats
7 . - fältflöde genom en godtycklig yta
8. - principen om additivitet av flöden
9.
Gauss sats
10. Gauss sats
11.
- Hamiltonsk differentialoperatör ("nabla") i kartesiskt koordinatsystem
12.
- fältdivergens
13 . lokal (differentiell) Gauss sats
Sessionen närmar sig och det är dags för oss att gå från teori till praktik. Under helgen satte vi oss ner och tänkte att många elever skulle tjäna på att ha en samling grundläggande fysikformler till hands. Torra formler med förklaring: kort, koncis, inget överflödigt. En mycket användbar sak när man löser problem, du vet. Och under en examen, när exakt det som memorerades dagen innan kan "hoppa ur ditt huvud", kommer ett sådant urval att tjäna ett utmärkt syfte.
De flesta problemen ställs vanligtvis i de tre mest populära delarna av fysiken. Detta Mekanik, termodynamik Och Molekylär fysik, elektricitet. Låt oss ta dem!
Grundformler inom fysik dynamik, kinematik, statik
Låt oss börja med det enklaste. Den gamla goda favoriten raka och enhetliga rörelsen.
Kinematisk formler:
Låt oss naturligtvis inte glömma rörelse i en cirkel, och sedan går vi vidare till dynamik och Newtons lagar.
Efter dynamik är det dags att överväga villkoren för jämvikt mellan kroppar och vätskor, dvs. statik och hydrostatik
Nu presenterar vi de grundläggande formlerna om ämnet "Arbete och energi". Var skulle vi vara utan dem?
Grundläggande formler för molekylär fysik och termodynamik
Låt oss avsluta mekanikavsnittet med formler för svängningar och vågor och gå vidare till molekylfysik och termodynamik.
Effektivitetsfaktorn, Gay-Lussac-lagen, Clapeyron-Mendeleev-ekvationen - alla dessa formler som är kära i hjärtat är samlade nedan.
Förresten! Det finns nu rabatt för alla våra läsare 10% på .
Grundformler i fysik: elektricitet
Det är dags att gå vidare till elektricitet, även om det är mindre populärt än termodynamik. Låt oss börja med elektrostatik.
Och, i takt med trumman, avslutar vi med formler för Ohms lag, elektromagnetisk induktion och elektromagnetiska svängningar.
Det är allt. Naturligtvis skulle ett helt berg av formler kunna citeras, men detta är till ingen nytta. När det finns för många formler kan du lätt bli förvirrad och till och med smälta din hjärna. Vi hoppas att vårt fuskblad med grundläggande fysikformler hjälper dig att lösa dina favoritproblem snabbare och mer effektivt. Och om du vill klargöra något eller inte har hittat rätt formel: fråga experterna studenttjänst. Våra författare håller hundratals formler i huvudet och knäcker problem som nötter. Kontakta oss så är det snart upp till dig vilken uppgift som helst.
Det händer ofta att ett problem inte kan lösas eftersom den nödvändiga formeln inte är till hands. Att härleda en formel från första början är inte det snabbaste, men varje minut räknas för oss.
Nedan har vi samlat de grundläggande formlerna om ämnet "Elektricitet och magnetism". Nu, när du löser problem, kan du använda detta material som referens för att inte slösa tid på att söka efter nödvändig information.
Magnetism: Definition
Magnetism är växelverkan mellan att flytta elektriska laddningar genom ett magnetfält.
Fält - en speciell form av materia. Inom standardmodellen finns elektriska, magnetiska, elektromagnetiska fält, ett kärnkraftsfält, ett gravitationsfält och Higgsfältet. Kanske finns det andra hypotetiska fält som vi bara kan gissa om eller inte gissa alls. Idag är vi intresserade av magnetfältet.
Magnetisk induktion
Precis som laddade kroppar skapar ett elektriskt fält runt sig, genererar laddade kroppar i rörelse ett magnetfält. Magnetfältet skapas inte bara av rörliga laddningar (elektrisk ström), utan verkar också på dem. Faktum är att ett magnetfält bara kan detekteras genom dess effekt på rörliga laddningar. Och den verkar på dem med en kraft som kallas Ampere-styrkan, som kommer att diskuteras senare.
Innan vi börjar ge specifika formler måste vi prata om magnetisk induktion.
Magnetisk induktion är en kraftvektor som är karakteristisk för ett magnetfält.
Det betecknas med bokstaven B och mäts i Tesla (Tl) . I analogi med intensiteten för det elektriska fältet E Magnetisk induktion visar hur starkt magnetfältet verkar på en laddning.
Förresten, du hittar många intressanta fakta om detta ämne i vår artikel om.
Hur bestämmer man riktningen för den magnetiska induktionsvektorn? Här är vi intresserade av den praktiska sidan av frågan. Det vanligaste fallet i problem är ett magnetfält skapat av en ledare med ström, som kan vara antingen direkt eller i form av en cirkel eller en spole.
För att bestämma riktningen för den magnetiska induktionsvektorn finns det högerhandsregel. Gör dig redo att engagera dig i abstrakt och rumsligt tänkande!
Om du tar ledaren i höger hand så att tummen pekar i strömmens riktning, så kommer fingrarna som är krökta runt ledaren att visa riktningen för magnetfältslinjerna runt ledaren. Den magnetiska induktionsvektorn vid varje punkt kommer att riktas tangentiellt mot kraftlinjerna.
Ampere kraft
Låt oss föreställa oss att det finns ett magnetfält med induktion B. Om vi placerar en ledare av längd l , genom vilken en ström flyter jag , då kommer fältet att verka på ledaren med kraften:
Det är vad det är Ampere kraft . Hörn alfa – vinkeln mellan den magnetiska induktionsvektorns riktning och strömriktningen i ledaren.
Amperekraftens riktning bestäms av vänsterhandsregeln: om du placerar din vänstra hand så att linjerna för magnetisk induktion kommer in i handflatan och de utsträckta fingrarna indikerar strömmens riktning, kommer den förlängda tummen att indikera riktningen på Amperestyrkan.
Lorentz kraft
Vi fick reda på att fältet verkar på en strömförande ledare. Men om så är fallet, så verkar den initialt separat på varje rörlig laddning. Den kraft med vilken ett magnetfält verkar på en elektrisk laddning som rör sig i den kallas Lorentz kraft . Det är viktigt att notera ordet här "rör på sig", så magnetfältet verkar inte på stationära laddningar.
Alltså en partikel med laddning q rör sig i ett magnetfält med induktion I med fart v , A alfa är vinkeln mellan partikelhastighetsvektorn och den magnetiska induktionsvektorn. Då är kraften som verkar på partikeln:
Hur bestämmer man riktningen för Lorentz-kraften? Enligt vänsterhandsregeln. Om induktionsvektorn kommer in i handflatan och fingrarna pekar i hastighetens riktning, kommer den böjda tummen att visa riktningen för Lorentz-kraften. Observera att det är så här riktningen bestäms för positivt laddade partiklar. För negativa laddningar måste den resulterande riktningen vändas.
Om en partikel av massa m flyger in i fältet vinkelrätt mot induktionslinjerna, då kommer den att röra sig i en cirkel, och Lorentzkraften kommer att spela rollen som en centripetalkraft. Cirkelns radie och rotationsperioden för en partikel i ett enhetligt magnetfält kan hittas med hjälp av formlerna:
Interaktion av strömmar
Låt oss överväga två fall. Den första är att ström flyter genom en rak tråd. Den andra är i en cirkulär sväng. Som vi vet skapar ström ett magnetfält.
I det första fallet, magnetisk induktion av en strömförande tråd jag på distans R det beräknas med formeln:
mu – ämnets magnetiska permeabilitet, mu med index noll – magnetisk konstant.
I det andra fallet är den magnetiska induktionen i mitten av en cirkulär spole med ström lika med:
När man löser problem kan formeln för magnetfältet inuti solenoiden också vara användbar. - det här är en spole, det vill säga många cirkulära varv med ström.
Låt deras nummer vara N , och längden på själva solenoiden är l . Sedan beräknas fältet inuti solenoiden med formeln:
Förresten! För våra läsare finns nu 10% rabatt på
Magnetiskt flöde och emf
Om magnetisk induktion är en vektorkarakteristik för ett magnetfält, då magnetiskt flöde är en skalär storhet, vilket också är en av fältets viktigaste egenskaper. Låt oss föreställa oss att vi har någon form av ram eller kontur som har ett visst område. Magnetiskt flöde visar hur många kraftlinjer som passerar genom en enhetsarea, det vill säga det kännetecknar fältets intensitet. Mätt i Weberach (Wb) och är utsedd F .
S – konturområde, alfa – vinkeln mellan normalen (vinkelrät) mot konturplanet och vektorn I .
När det magnetiska flödet ändras genom en krets, a EMF , lika med förändringshastigheten för magnetiskt flöde genom kretsen. För övrigt kan du läsa mer om vad elektromotorisk kraft är i en annan av våra artiklar.
Formeln ovan är i huvudsak formeln för Faradays lag om elektromagnetisk induktion. Vi påminner dig om att förändringshastigheten för varje kvantitet inte är något annat än dess derivat med avseende på tid.
Motsatsen gäller även för magnetiskt flöde och inducerad emk. En förändring i strömmen i kretsen leder till en förändring i magnetfältet och följaktligen en förändring i det magnetiska flödet. I detta fall uppstår en självinduktions-EMK, vilket förhindrar en förändring av strömmen i kretsen. Det magnetiska flödet som penetrerar den strömförande kretsen kallas dess eget magnetiska flöde, är proportionellt mot strömstyrkan i kretsen och beräknas med formeln:
L – proportionalitetskoefficient, kallad induktans, som mäts i Henry (Gn) . Induktansen påverkas av kretsens form och mediets egenskaper. För en rulle med en längd l och med antalet varv N induktansen beräknas med formeln:
Formel för självinducerad emk:
Magnetfältsenergi
Elektricitet, kärnenergi, kinetisk energi. Magnetisk energi är en form av energi. I fysiska problem är det oftast nödvändigt att beräkna energin hos magnetfältet i en spole. Magnetisk energi hos en strömspole jag och induktans L är lika med:
Volumetrisk fältenergitäthet:
Naturligtvis är dessa inte alla grundformlerna i fysiksektionen « elektricitet och magnetism » , men de kan ofta hjälpa till med standardproblem och beräkningar. Om du stöter på ett problem med en asterisk och du bara inte kan hitta nyckeln till det, gör ditt liv enklare och be om en lösning på
I ledare kan under vissa förhållanden kontinuerlig ordnad rörelse av fria elektriska laddningsbärare förekomma. Denna rörelse kallas elchock. Rörelseriktningen för positiva fria laddningar tas som riktningen för elektrisk ström, även om elektroner - negativt laddade partiklar - i de flesta fall rör sig.
Det kvantitativa måttet på elektrisk ström är strömstyrka jag– skalär fysisk kvantitet lika med laddningsförhållandet q, överförd genom ledarens tvärsnitt över ett tidsintervall t, till detta tidsintervall:
Om strömmen inte är konstant, för att hitta mängden laddning som passerar genom ledaren, beräkna arean av figuren under grafen för strömmen mot tiden.
Om strömstyrkan och dess riktning inte ändras med tiden, kallas en sådan ström permanent. Strömstyrkan mäts av en amperemeter, som är seriekopplad med kretsen. I International System of Units (SI) mäts strömmen i ampere [A]. lA = 1 C/s.
Det finns som förhållandet mellan den totala laddningen och hela tiden (dvs. enligt samma princip som medelhastigheten eller något annat medelvärde inom fysiken):
Om strömmen varierar jämnt över tiden från värdet jag 1 till värde jag 2, då kan medelströmvärdet hittas som det aritmetiska medelvärdet av extremvärdena:
Strömtäthet– ström per enhetstvärsnitt av ledaren beräknas med formeln:
När ström passerar genom en ledare upplever strömmen motstånd från ledaren. Anledningen till resistans är interaktionen av laddningar med atomer av ledaren substans och med varandra. Motståndsenheten är 1 ohm. Ledarmotstånd R bestäms av formeln:
Var: l– ledarens längd, S– dess tvärsnittsarea, ρ – specifik resistans hos ledarmaterialet (var noga med att inte blanda ihop det senare värdet med ämnets densitet), vilket kännetecknar ledarmaterialets förmåga att motstå strömpassage. Det vill säga, detta är samma egenskap hos ett ämne som många andra: specifik värme, densitet, smältpunkt, etc. Måttenheten för resistivitet är 1 ohm m. Ett ämnes specifika resistans är ett tabellvärde.
Motståndet hos en ledare beror också på dess temperatur:
Var: R 0 – ledarmotstånd vid 0°C, t– temperatur uttryckt i grader Celsius, α – motståndskoefficient för temperatur. Det är lika med den relativa förändringen i resistans med en ökning av temperaturen med 1°C. För metaller är det alltid större än noll, för elektrolyter är det tvärtom alltid mindre än noll.
Diod i DC-krets
Diodär ett olinjärt kretselement vars motstånd beror på strömriktningen. Dioden är betecknad enligt följande:
Pilen i den schematiska symbolen för en diod visar i vilken riktning den leder ström. I det här fallet är dess motstånd noll, och dioden kan helt enkelt ersättas med en ledare med noll motstånd. Om ström flyter genom dioden i motsatt riktning, har dioden ett oändligt stort motstånd, det vill säga att den inte passerar ström alls och är en öppen krets. Då kan sektionen av kretsen med dioden helt enkelt strykas över, eftersom ingen ström flyter genom den.
Ohms lag. Serie- och parallellkoppling av ledare
Den tyske fysikern G. Ohm 1826 experimentellt fastställde att den nuvarande styrkan jag, flyter längs en homogen metallledare (det vill säga en ledare i vilken inga yttre krafter verkar) med motstånd R, proportionell mot spänningen U i ändarna av ledaren:
Storlek R brukar kallas elektrisk resistans. En ledare med elektriskt motstånd kallas motstånd. Detta förhållande uttrycker Ohms lag för en homogen del av en kedja: Strömmen i en ledare är direkt proportionell mot den pålagda spänningen och omvänt proportionell mot ledarens resistans.
Konduktörer som lyder Ohms lag kallas linjär. Grafiskt beroende av strömstyrka jag från spänning U(sådana grafer kallas ström-spänningsegenskaper, förkortat VAC) avbildas av en rät linje som går genom koordinaternas ursprung. Det bör noteras att det finns många material och enheter som inte följer Ohms lag, till exempel en halvledardiod eller en gasurladdningslampa. Även för metallledare, vid tillräckligt höga strömmar, observeras en avvikelse från Ohms linjära lag, eftersom det elektriska motståndet hos metallledare ökar med ökande temperatur.
Ledare i elektriska kretsar kan anslutas på två sätt: serie och parallell. Varje metod har sina egna regler.
1. Regelbundenhet för seriell anslutning:
Formeln för det totala motståndet för seriekopplade motstånd gäller för valfritt antal ledare. Om kretsen är seriekopplad n identiska motstånd R, sedan det totala motståndet R 0 hittas av formeln:
2. Mönster för parallellkoppling:
Formeln för det totala motståndet för parallellkopplade motstånd gäller för valfritt antal ledare. Om kretsen är parallellkopplad n identiska motstånd R, sedan det totala motståndet R 0 hittas av formeln:
Elektriska mätinstrument
För att mäta spänningar och strömmar i DC elektriska kretsar används speciella instrument - voltmetrar Och amperemeter.
Voltmeter utformad för att mäta potentialskillnaden som appliceras på dess terminaler. Den är parallellkopplad med den sektion av kretsen på vilken potentialskillnaden mäts. Vilken voltmeter som helst har ett visst internt motstånd R B. För att voltmetern inte ska införa en märkbar omfördelning av strömmar när den är ansluten till den krets som mäts måste dess inre resistans vara stor jämfört med resistansen i den del av kretsen som den är ansluten till.
Amperemeter designad för att mäta ström i en krets. Amperemetern är seriekopplad till en öppen krets så att hela den uppmätta strömmen passerar genom den. Amperemetern har också ett visst inre motstånd R A. Till skillnad från en voltmeter måste det interna motståndet hos en amperemeter vara ganska litet jämfört med hela kretsens totala motstånd.
EMF. Ohms lag för en komplett krets
För förekomsten av likström är det nödvändigt att ha en enhet i en elektrisk sluten krets som kan skapa och upprätthålla potentialskillnader i delar av kretsen på grund av krafter av icke-elektrostatiskt ursprung. Sådana enheter kallas DC-källor. Krafter av icke-elektrostatiskt ursprung som verkar på gratis laddningsbärare från strömkällor kallas yttre krafter.
De yttre krafternas karaktär kan variera. I galvaniska celler eller batterier uppstår de som ett resultat av elektrokemiska processer, i likströmsgeneratorer uppstår yttre krafter när ledare rör sig i ett magnetfält. Under påverkan av yttre krafter rör sig elektriska laddningar inuti strömkällan mot krafterna från det elektrostatiska fältet, på grund av vilket en konstant elektrisk ström kan upprätthållas i en sluten krets.
När elektriska laddningar rör sig längs en likströmskrets utför externa krafter som verkar inuti strömkällorna arbete. Fysisk kvantitet lika med arbetsförhållandet A st yttre krafter när en laddning flyttas q från den negativa polen av strömkällan till den positiva polen till storleken på denna laddning kallas källelektromotorisk kraft (EMF):
Således bestäms EMF av det arbete som utförs av yttre krafter när en enda positiv laddning flyttas. Elektromotorisk kraft, liksom potentialskillnaden, mäts i volt (V).
Ohms lag för en komplett (sluten) krets: Strömstyrkan i en sluten krets är lika med källans elektromotoriska kraft dividerat med kretsens totala (interna + externa) resistans:
Motstånd r– intern (eget) resistans hos strömkällan (beror på källans interna struktur). Motstånd R– belastningsresistans (extern kretsresistans).
Spänningsfall i extern krets i det här fallet är det lika (det kallas också spänning vid källklämmorna):
Det är viktigt att förstå och komma ihåg: EMF och inre motstånd hos strömkällan ändras inte när olika belastningar är anslutna.
Om belastningsmotståndet är noll (källan stänger sig själv) eller är mycket mindre än källans motstånd, kommer kretsen att flyta kortslutning ström:
Kortslutningsström - den maximala ström som kan erhållas från en given källa till elektromotorisk kraft ε och inre motstånd r. För källor med lågt internt motstånd kan kortslutningsströmmen vara mycket stor och orsaka förstörelse av den elektriska kretsen eller källan. Till exempel kan blybatterier som används i bilar ha kortslutningsströmmar på flera hundra ampere. Kortslutningar i belysningsnätverk som drivs från transformatorstationer (tusentals ampere) är särskilt farliga. För att undvika destruktiva effekter av så stora strömmar ingår säkringar eller speciella brytare i kretsen.
Flera källor till EMF i kretsen
Om det är en flera emfs kopplade i serie, Den där:
1. Med rätt anslutning (den positiva polen på en källa är ansluten till den negativa på en annan) är källorna anslutna, den totala EMF för alla källor och deras interna motstånd kan hittas med formlerna:
Till exempel utförs sådan anslutning av källor i fjärrkontroller, kameror och andra hushållsapparater som drivs på flera batterier.
2. Om källorna är felaktigt anslutna (källorna är anslutna med samma poler), beräknas deras totala EMF och resistans med hjälp av formlerna:
I båda fallen ökar källornas totala motstånd.
På parallellkoppling Det är vettigt att endast ansluta källor med samma EMF, annars kommer källorna att urladdas mot varandra. Den totala EMF blir alltså densamma som EMF för varje källa, det vill säga med en parallellkoppling får vi inte ett batteri med en stor EMF. Samtidigt minskar det interna motståndet hos källbatteriet, vilket gör att du kan få större ström och kraft i kretsen:
Detta är innebörden av parallellkoppling av källor. I vilket fall som helst, när du löser problem, måste du först hitta den totala EMF och den totala interna resistansen för den resulterande källan och sedan skriva Ohms lag för hela kretsen.
Arbete och strömkraft. Joule-Lenz lag
Jobb A elektrisk ström jag strömmar genom en stationär ledare med motstånd R, omvandlas till värme F, som står ut på konduktören. Detta arbete kan beräknas med hjälp av en av formlerna (med hänsyn till Ohms lag följer de alla av varandra):
Lagen att omvandla strömarbetet till värme etablerades experimentellt oberoende av varandra av J. Joule och E. Lenz och kallas Joule–Lenz lag. Elektrisk strömkraft lika med förhållandet mellan nuvarande arbete A till tidsintervallet Δ t, för vilket detta arbete gjordes, så det kan beräknas med följande formler:
Arbetet med elektrisk ström i SI, som vanligt, uttrycks i joule (J), effekt - i watt (W).
Sluten krets energibalans
Låt oss nu betrakta en komplett likströmskrets som består av en källa med en elektromotorisk kraft ε och inre motstånd r och ett externt homogent område med motstånd R. I det här fallet, den användbara kraften eller kraften som frigörs i den externa kretsen:
Den maximala möjliga användbara effekten av källan uppnås om R = r och är lika med:
Om, när den är ansluten till samma strömkälla med olika resistanser R 1 och R 2 lika krafter tilldelas dem, då kan den interna resistansen för denna strömkälla hittas med formeln:
Strömbortfall eller ström inuti den aktuella källan:
Total effekt utvecklad av den aktuella källan:
Aktuell källeffektivitet:
Elektrolys
Elektrolyter Det är vanligt att kalla ledande medier där flödet av elektrisk ström åtföljs av överföring av materia. Bärarna av fria laddningar i elektrolyter är positivt och negativt laddade joner. Elektrolyter inkluderar många metallföreningar med metalloider i smält tillstånd, såväl som vissa fasta ämnen. Men de viktigaste företrädarna för elektrolyter som används i stor utsträckning inom tekniken är vattenlösningar av oorganiska syror, salter och baser.
Passagen av elektrisk ström genom elektrolyten åtföljs av frigörandet av ett ämne på elektroderna. Detta fenomen kallas elektrolys.
Elektrisk ström i elektrolyter representerar rörelsen av joner av båda tecknen i motsatta riktningar. Positiva joner rör sig mot den negativa elektroden ( katod), negativa joner – till den positiva elektroden ( anod). Joner av båda tecknen uppträder i vattenlösningar av salter, syror och alkalier som ett resultat av splittringen av några neutrala molekyler. Detta fenomen kallas elektrolytisk dissociation.
Elektrolyslagen etablerades experimentellt av den engelske fysikern M. Faraday 1833. Faradays lag bestämmer mängden primärprodukter som frigörs på elektroderna under elektrolys. Alltså massan mämne som frigörs på elektroden är direkt proportionell mot laddningen F passerade genom elektrolyten:
Storlek k kallad elektrokemisk motsvarighet. Det kan beräknas med formeln:
Var: n– ämnets valens, N A – Avogadros konstant, M- ämnets molmassa, e– elementär laddning. Ibland introduceras även följande notation för Faradays konstant:
Elektrisk ström i gaser och vakuum
Elektrisk ström i gaser
Under normala förhållanden leder inte gaser elektricitet. Detta förklaras av den elektriska neutraliteten hos gasmolekyler och därför avsaknaden av elektriska laddningsbärare. För att en gas ska bli en ledare måste en eller flera elektroner avlägsnas från molekylerna. Då dyker det upp gratis laddningsbärare - elektroner och positiva joner. Denna process kallas jonisering av gaser.
Gasmolekyler kan joniseras av yttre påverkan - jonisator. Jonisatorer kan vara: en ström av ljus, röntgenstrålar, en ström av elektroner eller α -partiklar Gasmolekyler joniseras också vid höga temperaturer. Jonisering leder till uppkomsten av fria laddningsbärare i gaser - elektroner, positiva joner, negativa joner (en elektron kombinerad med en neutral molekyl).
Om du skapar ett elektriskt fält i utrymmet som upptas av en joniserad gas, kommer de elektriska laddningsbärarna att komma i ordnad rörelse - det är så en elektrisk ström uppstår i gaser. Om jonisatorn slutar fungera, blir gasen neutral igen, eftersom den rekombination– bildning av neutrala atomer av joner och elektroner.
Elektrisk ström i vakuum
Vakuum är graden av sällsynthet hos en gas där vi kan försumma kollisionen mellan dess molekyler och anta att den genomsnittliga fria vägen överstiger de linjära dimensionerna av kärlet där gasen befinner sig.
Elektrisk ström i vakuum är ledningsförmågan hos mellanelektroderna i vakuumtillstånd. Det finns så få gasmolekyler att deras joniseringsprocesser inte kan ge det antal elektroner och joner som är nödvändiga för jonisering. Konduktiviteten hos interelektrodgapet i ett vakuum kan endast säkerställas med hjälp av laddade partiklar som uppstår på grund av emissionsfenomen på elektroderna.
Hur förbereder man sig framgångsrikt för CT i fysik och matematik?
För att lyckas förbereda sig för CT i fysik och matematik, bland annat, måste tre väsentliga villkor vara uppfyllda:
- Studera alla ämnen och slutför alla tester och inlämningsuppgifter utbildningsmaterial på den webbplatsen. För att göra detta behöver du ingenting alls, nämligen: ägna tre till fyra timmar varje dag åt att förbereda dig för CT i fysik och matematik, studera teori och lösa problem. Faktum är att CT är ett prov där det inte räcker att bara kunna fysik eller matematik, du behöver också snabbt och utan misslyckanden kunna lösa ett stort antal problem inom olika ämnen och av varierande komplexitet. Det senare kan man bara lära sig genom att lösa tusentals problem.
- Lära sig alla formler och lagar i fysiken, och formler och metoder i matematik. I själva verket är detta också mycket enkelt att göra, det finns bara cirka 200 nödvändiga formler i fysik, och ännu lite färre i matematik. I vart och ett av dessa ämnen finns ett dussintal standardmetoder för att lösa problem av en grundläggande komplexitetsnivå, som också kan läras in, och därmed helt automatiskt och utan svårighet att lösa det mesta av CT vid rätt tidpunkt. Efter detta behöver du bara tänka på de svåraste uppgifterna.
- Besök alla tre scenerna repetitionsprov i fysik och matematik. Varje RT kan besökas två gånger för att bestämma båda alternativen. Återigen, på CT måste du, förutom förmågan att snabbt och effektivt lösa problem, och kunskap om formler och metoder, också kunna planera tid, fördela krafter och viktigast av allt, korrekt fylla i svarsformuläret, utan blanda ihop antalet svar och problem, eller ditt eget efternamn. Under RT är det också viktigt att vänja sig vid stilen att ställa frågor i problem, vilket kan verka mycket ovanligt för en oförberedd person på DT.
Framgångsrik, flitig och ansvarsfull implementering av dessa tre punkter gör att du kan visa ett utmärkt resultat vid CT, det maximala av vad du kan.
Hittade du ett misstag?
Om du tror att du har hittat ett fel i utbildningsmaterialet, skriv gärna om det via e-post. Du kan också rapportera ett fel på det sociala nätverket (). I brevet, ange ämnet (fysik eller matematik), namnet eller numret på ämnet eller testet, numret på problemet eller platsen i texten (sidan) där det enligt din åsikt finns ett fel. Beskriv också vad det misstänkta felet är. Ditt brev kommer inte att gå obemärkt förbi, felet kommer antingen att rättas till, eller så får du förklarat varför det inte är ett fel.
