Билет 5 Вопрос 3 Работа электрического поля. Разность потенциалов.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

На электрический заряд q со стороны поля, созданного зарядом Q,действует кулоновская сила. Поэтому при перемещении заряда q в поле совершается работа, величина которой определяется выражением dA = Fldlcosa, где a - угол между направлениями силы и перемещения .Учитывая, что Fcosa = Fl имеем dA = Fldl. Для нашего случая F = qE;

A₁₂(L₁) – A₂₁(L₂) = q ( ∫ E* dℓ₁-∫ E* dℓ₂ ) = q ( ∫ E* dℓ₁+ ∫ E* dℓ^’₂) =q . Так каквыражение в скобках последнего выражения есть равная нулю циркуляция вектора напряженности эл. Поля, то А₁₂(L₁)= А₁₂(L₂) Разностью потенциалов(напряжением) между двумя точками в электростатическом поле называется работа, совершаемая полем при перемещении единичного полож. заряда между этими точками: U₁₂=∫ E*dℓ Если разность потенциалов точек известна, легко найти работу, совершаемую силами поля при перемещении произвольного зарядаq между этими точками: A₁₂=q*U₁₂

Потенциал – величина скалярная, он удовлетворяет принципу суперпозиции, т.е. потенциал от суммы зарядов равен сумме потенциалов от каждого заряда в отдельности. Единица напряжения: А=1Дж, q=1Кл U₁₂=1 Дж/Кл - Вольт. При перемещении произвольного заряда q величина совершаемой работы увеличивается в q раз.Работа через изм. Потенц. Энергии :A₁₂=q(φ₁- φ₂)=qφ₁-qφ₂=П₁-П_2.

Вопрос 60 Уравнения Максвелла в интегральной форме Выпишем уже известные нам соотношения, определяющие поток и циркуляцию основных ( ) и вспомогательных ( ) характеристик электрического и магнитного поля:

(1.107)

Эти соотношения были положены Максвеллом в основу электродинамики – единой теории электрических и магнитных явлений, и называются уравнениями Максвелла в интегральной форме. Одних уравнений Максвелла недостаточно для нахождения характеристик поля по заданным распределениям плотности свободных зарядов r и плотности тока проводимости . Их еще необходимо дополнить соотношениями, связывающими , , :

(1.108)

где s – удельная проводимость вещества. Эти соотношения называют материальными уравнениями. Дополненная материальными уравнениями, система уравнений Максвелла описывает всю совокупность электромагнитных явлений в неподвижных средах.

Билет 6 Вопрос 40 Магнитное поле соленоида

Соленоид представляет собой полый цилиндр, на который плотно намотан провод. если витки соленоида плотно прилегают друг к другу, а длина значительно превышает его поперечные размеры, картина линий магнитной индукции поля соленоида при пропускании через него тока выглядит так рис. 1.12. Внутри соленоида поле однородно везде, кроме областей вблизи его краев. Индукция магнитного поля вне соленоида значительно меньше по модулю индукции поля внутри соленоида. Поскольку линии магнитной индукции всегда замкнуты, число линий внутри соленоида равно числу линий, проходящих снаружи. Но снаружи линии распределены по всему неограниченному пространству вне соленоида, поэтому их густота гораздо меньше. алгебраическая сумма токов, пронизывающих контур L , равна S I _k = n × l × I .гдеl – длина стороны контура, параллельной . Пренебрегая индукцией поля вне соленоида учитывая, что на боковых сторонах контура (поэтому ), будем иметь B × l = m _o × n × l × I откудаB = m _o × n × I . индукция магнитного поля внутри соленоида определяется величиной nI, которая называется числом ампер-витков на метр.

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 = s S₀, 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 = - grad j

Вопрос 7 4

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

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 283; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!