Индуктивность длинного прямого проводника

Для длинного прямого (или квазилинейного) провода кругового сечения индуктивность выражается приближенной формулой^[19]:

где − магнитная постоянная, относительная магнитная проницаемость внешней среды (которой заполнено пространство (для вакуума ), - относительная магнитная проницаемость материала проводника, - длина

провода, - радиус его сечения

Энергия магнитного поля

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии.

Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки. Энергия W_м магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна W_м = LI²/ 2 Формула очень похожа на формулу для кинетической энергии, роль массы m выполняет индуктивность L, а скорости vсоответствует сила тока I.

Переменный ток.

Переменный ток – это периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону.

12.Квазистационарные токи

Для них справедливы правила:

13.Электормагнитнитные колебания в контуреЭлектромагнитные колебания — это периодические изменения со временем электрических и магнитных величин (заряда, силы тока, напряжения, напряженности, магнитной индукции и др.) в электрической цепи. Для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний требуются определенные системы, простейшей из которых является колебательный контур — цепь, состоящая из включенных последовательно катушки индуктивностью L, конденсатора емкостью С и резистора сопротивлением R

Формулы: Колебания тока и напряжения являются гармоническим и описываются уравнениями i = I_max cos (ωt ), u = U_max cos( ωt + φ), где φ – разность фаз между колебаниями тока и напряжения.Период колебаний в контуре определяется по формуле Томсона T=2π√LC. Частота собственных колебаний контура ω=1/√LC.

энергия контура состоит из энергии электрического поля конденсатора и W_C=q2/2C и энергии магнитного поля катушки W_L = Li²/2.

14.Закон Ома для цепи переменного тока.Чтобы найти полное сопротивление цепи нужно, согласно закона Ома для участка цепи, макс. значение напряжения разделить на макс. значение силы тока Z = U_m/I_m Мгновенное значение приложенного напряжения равно сумме мгновенных значений напряжений на последовательно включённых элементах цепи. В реальной цепи активное сопротивление не равно 0, а это аналогично последовательно включённому резистору.

– закон Ома для цепи переменного тока.

15.Простейшие схемы выпрямителей переменного тока.Для выпрямления переменного тока используют полупроводниковый диод – элемент электрической системы, содержащий р – п-переход и два вывода для включения в электрическую цепь. р – п-переход обладает односторонней проводимостью. Выпрямитель с одним диодом даёт однополупериодное выпрямление тока. Схема, включающая четыре диода, даёт двухполупериодное выпрямление тока.

Уравнения Максвелла.

Согласно идее Максвелла изменяющиеся со

временем магнитное поле порождает

электрическое поле. Это поле EB существенно

отличается от порождаемого неподвижными

зарядами электростатического поля Eq.

Электростатическое поле потенциально, его

линии напряженности начинаются и заканч-ся

на зарядах.Циркуляция вектора Eq по любому

контору равна нулю.

Согласно формуле циркуляция EB отлична

от нуля. Следовательно, поле EB , как и

магнитное поле, оказывается вихревым.

Линии напряженности поля EB замкнуты.

Электрическое поле может быть как потенц-м,

так и вихревым. В общем случае элек-ое поле

может слагаться из поля Eq и поля EB сложив

их вместе получим следующее соотношение.

Для установления количественных соотношений

между изменяющимся электрическим и возник-им

магнитным полями Максвелл ввел в рассмотрение

так называемые токи смещения. Движение

свободных носителей заряда, т.е, ток проводимости

имеет место во всей цепи кроме зазора между

обкладками конденсатора. Следовательно, линии

тока проводимости терпят на границах обкладок

разрыв. Зато в пространстве между обкладок

имеется переменное электрическое поле которое

можно охарактеризовать смещением.

Мгновенное значение силы тока равно .

Плотность тока проводимости в близости от

поверхности обкладок определяется:

j_пр

S-площадь обкладки,q-распределенный на

ней заряд, -поверхностная плотность заряда

17.Система уравнений Максвелла в интегральной форме:

Уравнения Максвелла в дифферен-ой форме:

1)Закон Гаусса: Элек. Заряд является источником

Элек. Индукции.

2)З.Г для магн поля: не сущ-ет магн. Зарядов.

3)Закон индукции Фарадея:изменение магн.

Индукции пораждает эл.вихр. поле.

4)Теорема о циркуляции магн. Поля: элек.ток

и изменение элек. Индукции пораждают вихр.

Поле .

Уравнение среды:

Волновое ур-ие для элекмаг-го поля:

Всякая функция, удовлетворяющая такому ур-ию,

Описывает некоторую волну , причем кв корень из

Величины, обратный коэффициенту при

Дает фазовую скорость этой волны. В итоге, элек-

тромагнитные поля могут существовать в виде

электромагнитных волн, фазовая скорость которых

равна:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: