Шпаргалка по "Физике"

 Вопрос 13

 Общее поле E=E^/+E₀ ;E₀ – поле свободных зарядов E^/ - поле диэлекрика. D=ε₀εΕ – смещение; D – описывает поле создаваемое свободным зарядом. P=xε₀Ε; x – характеристика поля. D=ε₀Ε+P; D=ε₀Ε+ε₀Εx;D=ε₀Ε(x+1); x+1=ε;D=ε₀Εε

 Билет 7 Вопрос 14

 Проводники  – в-ва хорошо проводящие ток, т.к. имеют  свободные заряды. Малая сила действующая на эти заряды приводит их в движение.При этом происходит перераспределение зарядов.

 Св-ва:1.Напряженность  эл. поля внутри проводника = 0. 2.E перпендикулярна поверхности проводника. 3.Плотность заряда(заряд на ед. площади) =0. 4. Потенциал точек равен внутри и на поверхности проводника.

 Вопрос 59 Ток смещения

 Явление электромагнитной индукции свидетельствует, что  переменное магнитное  поле порождает в  пространстве вихревое электрическое поле. Гениальная догадка Максвелла, позволившая ему построить замкнутую систему уравнений, описывающих все макроскопические электрические и магнитные явления, заключалась в предположении, что переменное электрическое поле порождает магнитное поле аналогично электрическому току. Новое понятие, позволяющее количественно описать это явление – ток смещения. К понятию тока смещения можно подойти путем следующих рассуждений. При зарядке конденсатора, по проводам, соединяющим конденсатор с источником тока, в течение короткого промежутка времени течет ток, сила которого зависит от времени. Этот ток порождает в пространстве переменное магнитное поле.  Попытаемся выяснить, останется ли формула ,записанная в виде )где – плотность тока, (справедливая в случае постоянных токов и полей) справедливой и при наличии в пространстве изменяющихся полей и токов. Пусть плоский контур L охватывает проводник (провод, соединенный с одной из обкладок конденсатора) с током I(рис. 1.28). Выбирая в качестве поверхности, натянутой на контур, поверхность S₁, пересекающую проводник, получим .(1.98) В то же время для поверхности S₂,опирающейся на контур L и не пересекающей проводник, а охватывающей обкладку конденсатора, будем иметь (1.99) поскольку в любой точке этой поверхности. Отсюда следует, что при наличии изменяющихся токов соотношение (1.97) не может быть верным и его необходимо видоизменить. В случае конденсатора легко связать силу тока проводимости в проводнике со скоростью изменения электрического смещения между обкладками. Действительно, сила тока равна скорости изменения заряда на обкладках: . (1.100) Однако q = sS₀, где S₀ – площадь обкладки; s – поверхностная плотность заряда на ней. Величина электрического смещения между обкладками D = s, поэтому .(1.101) Мы перешли к частной производной по времени по той причине, что в общем случае электрическое смещение различно в разных точках пространства.  Введем понятие плотности тока смещения .(1.102) С учетом (1.101) имеем , (1.103) где – часть поверхности S₂ , лежащая между обкладками. Поскольку вне обкладок , интегрирование можно распространить на всю поверхность S₂: .(1.104) Таким образом, если видоизменить соотношение (1.97) следующим образом: ,(1.105) оно оказывается справедливым и для поверхности S₁, натянутой на контур L, и для поверхности S₂. Анализируя различные конкретные ситуации, в которых поля и токи являются переменными, Максвелл пришел к выводу, что соотношение (1.105) является универсальным.

       Величина (1.106) называется плотностью полного тока.

 Билет 8 Вопрос 18

  Электрический  ток – упорядоченное движение  эл.зарядов. Направление тока  принято считать движение положительных  зарядов.Характеристика поля: сила  тока (I=dq\dtколич-во зарядов за 1 времени) и плотность тока(j=dI\dS –сила тока проходящая за 1 поперечного сечения проводника).\ j=const, I=const – ток постоянный. Стороние силы – силы источника тока.

 Вопрос 47 Проинтегрировав выражение A=I∆Ф^/определим работу, совершаемую силами Ампера, при конечном произвольном перемещении контура в магнитном поле: A=I∆Ф Т.е. работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле равна произведению силы тока в контуре на изменение магнитного потока, сцепленного с контуром.

 Билет 9 Вопрос 5 Связь между потенциалом и напряженностью электрического поля.

       Связьвыразим  через элементарную работу dA. Так dA = qEcosbdl, где b - угол между Е и dl. С другой стороны, выразим через потенциал, работа dA = qdj . Из этих выражений следует, чтоdj =Ecosbdl = = E_ldl, и j = . Обратная связь между напряженностью и приращением потенциала , напряженность поля – вектор. Поэтому производная должна иметь смысл производной по направлению. Для положительногоПоэтому перед производной необходимо поставить знак минус, т.е. . Из этого выражения видно, что величина производной зависит от угла между Е и dl. Так для направления, перпендикулярного Е , проекция E_l равна нулю; наоборот, для направле-ния вдоль Е производная по dl максимальна и равна Е, т.е.

  _{в направлении Е} .             Термин «производная по направлению» становится более понятным в применении к прямо-угольным координатам. Рассматривая поочередно проекции Е на оси x,y и z можно напи-сать:   где i,j, и k- единичные вектора вдоль осей x, y и z соответственно. Сам вектор Е нахо-дится как сумма:

 E = Е_х + Е_у + Е_z. В теории поля производная по направлению наибольшего изменения функции называется градиентом (grad ), т.е. связь между напряженностью и потенциалом имеет вид:

 E = - gradj

 Вопрос 74

 

 

 Блок схема  радиоприемника, работающего на оговоренном  принципе, показана на рис. 2.39. Радиоприемник, работающий по такой схеме, называется радиоприемником прямого усиления.

       Радиоприемник прямого усиления обладает тем

 .

       Супергетеродинный приемник по сравнению с приемником прямого усиления имеет следующие  преимущества: высокую чувствительность, что обеспечивается, прежде всего, большим  усилением сигнала на промежуточной  частоте, на которой паразитные емкости  играют гораздо меньшую роль, чем  на высоких частотах; высокую избирательность, благодаря применению неперестраиваемых  резонансных контуров.

 низкой частоты  и подавая его на телефон, получим  колебания мембраны телефона, воспроизводящие  передаваемый Достигая антенны радиоприемника, волны возбуждают в ней очень  слабые токи, тождественные токам  в антенне радиопередатчика. Эти  колебания выделяются в колебательном  контуре, настроенном в резонанс с частотой принимаемого высокочастотного сигнала, и усиливаются с помощью  усилителя высокой частоты. Однако, если эти колебания передать непосредственно  на телефон, мы не сможем услышать звук, поскольку, во первых, мембрана телефона вследствие своей инерционности  не сможет колебаться с частотой ~ 10⁵ – 10⁸ Гц, а во вторых звуковые колебания таких частот не улавливаются человечески ухом. Поэтому усиление колебания высокой частоты подвергают детектированию (демодуляции), получая колебания звуковой частоты. Схема простейшего демодулятора изображена на рис. 4.37. В этой схемеД – полупроводниковый диод, называемый в такой схеме детектором. Если на вход демодулятора подать модулированное напряжение u_вх, то на резисторе R, благодаря односторонней проводимости детектораД, при отсутствии конденсатора С получим пульсирующее напряжение (рис. 4.38,b). Если время разрядки конденсатора превосходит период высокочастотных несущих колебаний, пульсации напряжения сглаживаются, поэтому колебания напряжения на сопротивлении R будут воспроизводить модулирующие колебания низкой частоты (см. рис. 4.38,с). Усиливая это напряжение с помощью усилителя звук.

       Блок  схема радиоприемника, работающего  на оговоренном принципе показана на рис. 4.39. Радиоприемник, работающий по такой схеме называется радиоприемником  прямого усиления.

       Радиоприемник прямого усиления обладает тем недостатком, что при высоких частотах в  таком приемнике сильно сказываются  паразитные емкости (емкости соединительных проводов, электродов ламп усилителя  и т.д.),которые не позволяют получить хорошего усиления сигнала. Поэтому  в настоящее время наибольшее распространение получил так  называемый супергетеродинный приемник, блок-схема которого изображена на рис. 4.40.

       В супергетеродинном радиоприемнике модулированные колебания высокой  частоты w, улавливаемые антенной подаются на смеситель, на который одновременно подаются и колебания с гетеродина частоты w₁. Гетеродин является маломощным генератором и служит для генерации колебаний вспомогательной частоты, которая, как правило, выбирается выше частоты принимаемого сигнала. В смесителе колебания принятого сигнала и сигнала с гетеродина складываются (смешиваются), и в результате на его выходе получаются колебания промежуточной частоты w_пр = w₁ – w. Эти колебания поступают на усилитель напряжения промежуточной частоты, где обеспечивается усиление сигнала до величины необходимой для нормальной работы демодулятора. Далее колебания звуковой частоты усиливаются и подаются на телефон.

       Супергетеродинный приемник по сравнению с приемником прямого усиления имеет следующие  преимущества: высокую чувствительность, благодаря прежде всего, большому усилению на промежуточной частоте, на которой  паразитные емкости играют гораздо  меньшую роль, чем на высоких частотах; высокую избирательность, благодаря  применению большого числа неперестраиваемых  резонансных контуров.

 Билет 10 Вопрос 52

 Явление и закон электромагнитной индукции.

 Закон Ленца:в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур, возникает электрический ток

 

 

       Причина изменения магнитного потока может  быть любой. Получить индукционный ток  можно, например, следующим образом. Расположим рядом две катушки, одна из которых замкнута через гальванометр, а другая подсоединяется к источнику  тока (рис. 1.23). При замыкании ключа  K стрелка гальванометра отклоняется, показывая кратковременное появление тока. Возникновение индукционного тока можно вызвать перемещением этих катушек друг относительно друга (при замкнутом ключе К), либо просто вдвигая в катушку постоянный магнит.

       Явление электромагнитной индукции показывает, что можно  не только получить магнитное поле с  помощью тока, но и получить электрический  ток при помощи магнитного поля. Этим была установлена  глубокая связь между  электрическими и  магнитными явлениями.

       Возникновение индукционного тока свидетельствует  о том, что при  изменении магнитного потока в контуре  возникает электродвижущая  сила. Основной закон электромагнитной индукции гласит: величина ЭДС индукции пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную контуром:

  .(1.71)

 В СИ коэффициент пропорциональности равен единице  и величина ЭДС  индукции равна 

  . (1.72)

       Электродвижущая сила в цепи возникает  только тогда, когда  на заряды в этой цепи действуют сторонние  силы, силы неэлектростатического  происхождения. Максвелл :причина появления ЭДС индукции – возникновение электрического поля, под действием которого электроны проводимости приходят в движение, вызывая ток в замкнутом контуре. Проводник при этом служит лишь прибором, позволяющим обнаружить это поле.

       В отличие от электростатического  поля, порождаемого неподвижными зарядами, это поле имеет  замкнутые силовые  линии, т.е. является вихревым полем. Оно  вызывает в замкнутом  проводнике движение электронов вдоль  него и приводит к  возникновению ЭДС.

       правило Ленца гласит: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемый им магнитный поток препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток.

       Знак  потока вектора магнитной  индукции зависит  от выбора нормали  к контуру. За положительное  направление обхода контура принимается  направление, связанное  с направлениемнормали  правилом буравчика 

 Рассмотрим  в магнитном поле замкнутый проводящий контур (рис. 1.24). Пусть направление поля совпадает с направлением выбранной нормали. Если поле меняется таким образом, что поток через площадь контура увеличивается, то согласно правилу Ленца,направление индукционного тока будет противоположно указанному стрелкой положительному направлению обхода контура (ЭДС отрицательна). Если же поток уменьшается, то направление индукционного тока будет совпадать с направлением обхода (ЭДС положительна). С учетом этого, закон электромагнитной индукции принимает окончательный вид:

  . .

   Вопрос 22

 R=ρl/S-сопротивление Виды сопротивления:

 -последовательное  R=R₁+R₂+R_n

 -параллельное 1/R=1/R₁+_…….+1/R_N