1. Електричний заряд (визначення, позначення, од. виміру)
Електричний заряд -це фізична величина, що характеризує властивість частинок або тіл вступати в електромагнітні силові взаємодії. Він визначає інтенсивність електромагнітних взаємодій.
Електричний заряд зазвичай позначається буквами q або Q.
Одиниця виміру електричного заряду -Кл(кулон)
2. Закон збереження електричного заряду (визначення, формула)
Закон збереження електричного заряду:в ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів усіх тіл залишається постійною:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = const
3. Закон Кулона (визначення, формула)
Закон Кулону:Сили взаємодії нерухомих зарядів прямо пропорційні добутку модулів зарядів і обернено пропорційні квадрату відстані між ними:
Де k - коефіцієнт пропорційності, рівний
Тоді отримуємо:
4. Електричне поле (визначення)
Електричне поле -це особлива форма матерії, яка існує незалежно від нас і наших знань про нього, породжується електричними зарядами і визначається за впливом на електричні заряди.
Головна властивість електричного поля - Вплив на електричні заряди з деякою силою.
5. Напруженість електричного поля (визначення, позначення, формула, од. виміру)
Напруженістю електричного поля називають фізичну величину, рівну відношенню сили, з якою поле діє на позитивний пробний заряд, поміщений у дану точкупростору до величини цього заряду.
Напруженість електричного поля– це векторна величина, чисельно рівна силі, що діє на одиничний позитивний заряд, поміщений в дану точку поля, і спрямована у бік дії сили.
Напруженість позначається буквою Е.
Одиниця напруженості електростатичного поляу СІ - Н/Кл (ньютон на кулон)
1 Н/Кл = 1 В/м
6. Потенціал точки поля (визначення, позначення, формула, од. виміру)
Потенціалом електричного поля -називають фзичну величину, рівну відношенню потенційної енергії електричного заряду в електростатичному полі до величини цього заряду.
Потенціал позначається буквою φ.
Одиниця виміру потенціалу - У(вольт)
7. Різниця потенціалів (напруга) (визначення, позначення, формула, од. виміру)
Різниця потенціалів φ 1 – φ 2або напругаміж двома точками поля чисельно дорівнює роботі сил поля щодо переміщення одиничного зарядуq між цими точками.
φ 1 - φ 2 = U = А / q
Різниця потенціалів позначається φ 1 – φ 2, а напруга позначається U.
Одиниця виміру різниці потенціалів (напруги) - У(вольт)
8. Конденсатор (визначення). Енергія зарядженого конденсатора (формула).
Система провідників, електроємність якої не залежить від зовнішніх умов та від розташування навколишніх тіл, отримала назву конденсатора, а провідники, що становлять конденсатор, називаються обкладками.
Найпростіший конденсатор – плоский конденсатор – система з двох плоских провідних пластин, розташованих паралельно один одному на малій порівняно з розмірами пластин відстані та розділених шаром діелектрика.
Енергія зарядженого конденсатора дорівнює роботі зовнішніх сил, яку потрібно витратити, щоб зарядити конденсатор.
9. Електрична ємність(Визначення, позначення, формула, од. Вимірювання)
8, Основні топологічні поняття теорії електричних ланцюгівКабіна: граф електричного ланцюга, дерево графа, зв'язку графа: визначення. Топологічна формула. Способи одержання незалежних контурів.
Граф електричного ланцюга – умовне зображенняланцюга, у якому гілки показані лініями, вузли – точками.
Гілки графа не варто плутати із закороткими.
Ідеальні джерела струму на графі не враховуються.
Гілки та вузли на графі зазвичай нумеруються. Один з вузлів вибирається як базисний (базовий). Він нумерується арабською цифрою 0, решта вузлів – довільно, починаючи з 1 (хоча бажано, щоб якесь правило обходу вузлів все-таки було).
За базовий вузол бажано брати самий “завантажений” вузол, т. е. вузол, у якому з'єднується найбільше гілок. При однаковій кількості гілок у вузлах за базовий краще взяти вузол, у якому найменше ідеальних джерел струму. Ці рекомендації можуть спростити розрахунок ланцюга.
Іноді буває корисним як базисний вибирати вузол, до якого приєднано негативний висновок ідеального джерела ЕРС. У цьому випадку, якщо потенціал базисного вузла прийняти рівним нулю, то потенціал позитивного полюса джерела напруги дорівнюватиме величині ЕРС джерела.
Номери вузлів обводять кружальцем, щоб не було плутанини в нумерації гілок та вузлів.
Гілки нумеруються довільно, починаючи з 1 (у разі також бажано мати якийсь порядок нумерації).
Дерево графа - Частина графа, що не має жодного контуру і включає в себе всі вузли схеми. Зазвичай, воно зображується потовщеними лініями виділення гілок дерева графа з інших.
Для конкретного ланцюга за допомогою різних комбінацій гілок можна скласти велику кількість дерев графа.
Зв'язки графа – гілки, що не входять до обраного дерева графа. Якщо до дерева графа по черзі додавати зв'язки, то виходитимуть незалежні контури, тому кількість незалежних контурів дорівнює кількості зв'язків.
Виходячи з вищесказаного, можна скласти правило для вибору незалежних контурів (якщо він не очевидний):
зобразити дерево графа;
по черзі до дерева додавати зв'язки графа, одержуючи у своїй незалежні контури.
Кількість гілок біля дерева графа дорівнює n у – 1 , а зв'язків (а отже, і незалежних контурів)
n н.к = n в – (n у – 1) = n в – n у + 1 .
Цю формулу називають топологічною формулою .
Завдання аналізу електричних кіл
Дано ланцюг з усіма своїми елементами, параметри яких відомі, тобто задані ЕРС ідеальних джерел напруги, струми ідеальних джерел струму, опору резисторів, також можуть задаватися внутрішні опори джерел.
Розрахунок електричного ланцюга (завдання аналізу електричного ланцюга) полягає у визначенні струмів у всіх її гілках.
Для аналізу електричних кіл застосовуються різні закони та правила, а також розроблені різні способи та методи розрахунку електричних ланцюгів, що дозволяють спростити розв'язуване завдання.
11, Правила вибору базового вузла та незалежних контурів. Розрахунок ланцюга за наявності в ньому гілки з нульовим опором, гілки з ідеальним джереломЕРС. Методи вирішення одержуваної системи лінійних рівнянь алгебри (СЛАУ).
Якщо в ланцюгу, що складається з Увузлів та Рребер, відомі всі характеристики ланок (повні опору R, величини джерел ЕРС Eі струму J), то можна обчислити струми I iу всіх ребрах та потенціали φ iу всіх вузлах. Оскільки електричний потенціал визначений з точністю до довільного постійного доданку, то потенціал в одному з вузлів (назвемо його базовим вузлом) можна прийняти рівним нулю, а потенціали в інших вузлах визначати щодо базового вузла. Таким чином, при розрахунку ланцюга маємо У+Р-1 Невідомих змінних: У-1 вузлових потенціалів та Рструмів у ребрах.
Не всі із зазначених змінних незалежні. Наприклад, виходячи із закону Ома для ділянки ланцюга, струми у ланках повністю визначаються потенціалами у вузлах:
З іншого боку, струми в ребрах однозначно визначають розподіл потенціалу у вузлах щодо базового вузла:
Таким чином, мінімальна кількість незалежних змінних в рівняннях ланцюга дорівнює або числу ланок, або вузлів мінус 1, залежно від того, яке з цих чисел менше.
При розрахунку ланцюгів найчастіше використовуються рівняння, що записуються, виходячи із законів Кірхгофа. Система складається з У-1 рівнянь за 1-м законом Кірхгофа (для всіх вузлів, крім базового) та Дорівнянь по 2-му закону Кірхгофа кожного незалежного контуру. Незалежними змінними рівняннях Кірхгофа є струми ланок. Оскільки згідно з формулою Ейлера для плоского графа кількість вузлів, ребер та незалежних контурів пов'язані співвідношенням
то число рівнянь Кірхгофа дорівнює кількості змінних, і система можна розв'язати. Проте кількість рівнянь у системі Кірхгофа надмірна. Одним із методів скорочення числа рівнянь є метод вузлових потенціалів. Змінними у системі рівнянь є У-1 вузлових потенціалів. Рівняння записуються всім вузлів, крім базового. Рівняння для контурів у системі відсутні.
Рівняння для потенціалу у вузлах
Рис. 1. Фрагмент ланцюга: вузол з ланками, що примикають
Розглянемо фрагмент ланцюга, що складається з вузла і прилеглих до нього ланок (рис. 1). Згідно з 1-м законом Кірхгофа сума струмів у вузлі дорівнює нулю.
Модельний потенціал для опису сильної взаємодії між адронами. Енергія взаємодії між адронами, виражена через потенціал Юкави, виглядає де g константа, що задає інтенсивність ядерної взаємодії, k постійна з ... Вікіпедія
Потенціал (від латів. potentia сила), у широкому значенні кошти, запаси, джерела, що є в наявності і можуть бути мобілізовані, приведені в дію, використані для досягнення певної мети, здійснення плану, вирішення якогось завдання; …
- (Потенційна функція) (від лат. potentia сила), харка векторних полів, до яких відносяться мн. силові поля (ел. магн., гравітаційне), а також поле швидкостей у рідині і т. п. Якщо П. векторного поля а(r) скалярна фція j(r), така, що… Фізична енциклопедія
потенціал- 1. У фізиці величина, що характеризує в цій точці силове поле електричне, магнітне, гравітаційне та ін. Відповідно розрізняються потенціал електричний, магнітний та ін. Велика психологічна енциклопедія
Зміст 1 Біологія 2 Математика 3 Фізика та хімія 4 Лінгвістика … Вікіпедія
Цей термін має й інші значення, див. Потенціал … Вікіпедія
I Потенціал (від лат. potentia сила) у широкому значенні кошти, запаси, джерела, що є в наявності та можуть бути мобілізовані, приведені в дію, використані для досягнення певної мети, здійснення плану, вирішення якої… Велика Радянська Енциклопедія
Потенційна функція одна з характеристик векторного поля. Скалярний потенціал скалярна функція v(M).така, що a=gradv(M).у всіх точках області завдання поля а(М).(іноді, напр, у фізиці, П. зв. величину, протилежну за знаком). Якщо… … Математична енциклопедія
Потенціал- у широкому значенні кошти, запаси, джерела, що є в наявності, а також засоби, які можуть бути мобілізовані, приведені в дію, використані для досягнення певної мети, вирішення якоїсь задачі; можливості окремої особи, … … Короткий словникоперативно-тактичних та загальновоєнних термінів
- (Від лат. Potentia сила) у фізиці поняття, що характеризує фіз. силові поля (електрич., магн., гравітації) і взагалі поля векторних фіз величин (напр., поле швидкостей в рідині). П. являє собою допоміж. скалярну або векторну функцію, … Великий енциклопедичний політехнічний словник
Книги
- Статистична фізика складних систем. Від фракталів до скейлінг-поведінки, С. Г. Абаїмов. Різноманіття явищ, що відбуваються в природі, на перший погляд, не підкоряються якимось уніфікованим принципам, і кожне явище вимагає введення своїх законописів поведінки. Однак...
- Статистична фізика складних систем. Від фракталів до скейлінг-поведінки. Випуск № 57, Абаїмов С.Г.. Різноманіття явищ, що відбуваються в природі, на перший погляд, не підпорядковується якимось уніфікованим принципам, і кожне явище вимагає введення своїх законописів поведінки. Однак...