Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:
Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:
Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R 1 и R 2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:
Мощность потерь или мощность внутри источника тока:
Полная мощность, развиваемая источником тока:
КПД источника тока:
Электролиз
Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:
Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:
Где: n – валентность вещества, N A – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:
Магнетизм
Сила Ампера, действующая на проводник с током помещённый в однородное магнитное поле, рассчитывается по формуле:
Момент сил действующих на рамку с током:
Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу движущуюся в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле:
Радиус траектории полета заряженной частицы в магнитном поле:
Модуль индукции B магнитного поля прямолинейного проводника с током I на расстоянии R от него выражается соотношением:
Индукция поля в центре витка с током радиусом R:
Внутри соленоида длиной l и с количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией:
Магнитная проницаемость вещества выражается следующим образом:
Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину заданную формулой:
ЭДС индукции рассчитывается по формуле:
При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v также возникает ЭДС индукции (проводник движется в направлении перпендикулярном самому себе):
Максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:
Индуктивность катушки:
Где: n - концентрация витков на единицу длины катушки:
Связь индуктивности катушки, силы тока протекающего через неё и собственного магнитного потока пронизывающего её, задаётся формулой:
ЭДС самоиндукции возникающая в катушке:
Энергия катушки (вообще говоря, это энергия магнитного поля внутри катушки):
Объемная плотность энергии магнитного поля:
Колебания
Уравнение описывающее физические системы способные совершать гармонические колебания с циклической частотой ω 0:
Решение предыдущего уравнения является уравнением движения для гармонических колебаний и имеет вид:
Период колебаний вычисляется по формуле:
Частота колебаний:
Циклическая частота колебаний:
Зависимость скорости от времени при гармонических механических колебаниях выражается следующей формулой:
Максимальное значение скорости при гармонических механических колебаниях:
Зависимость ускорения от времени при гармонических механических колебаниях:
Максимальное значение ускорения при механических гармонических колебаниях:
Циклическая частота колебаний математического маятника рассчитывается по формуле:
Период колебаний математического маятника:
Циклическая частота колебаний пружинного маятника:
Период колебаний пружинного маятника:
Максимальное значение кинетической энергии при механических гармонических колебаниях задаётся формулой:
Максимальное значение потенциальной энергии при механических гармонических колебаниях пружинного маятника:
Взаимосвязь энергетических характеристик механического колебательного процесса:
Энергетические характеристики и их взаимосвязь при колебаниях в электрическом контуре:
Период гармонических колебаний в электрическом колебательном контуре определяется по формуле:
Циклическая частота колебаний в электрическом колебательном контуре:
Зависимость заряда на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре описывается законом:
Зависимость электрического тока протекающего через катушку индуктивности от времени при колебаниях в электрическом контуре:
Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре:
Максимальное значение силы тока при гармонических колебаниях в электрическом контуре может быть рассчитано по формуле:
Максимальное значение напряжения на конденсаторе при гармонических колебаниях в электрическом контуре:
Переменный ток характеризуется действующими значениями силы тока и напряжения, которые связаны с амплитудными значениями соответствующих величин следующим образом. Действующее значение силы тока:
Действующее значение напряжения:
Мощность в цепи переменного тока:
Трансформатор
Если напряжение на входе в трансформатор равно U 1, а на выходе U 2, при этом число витков в первичной обмотке равно n 1, а во вторичной n 2, то выполняется следующее соотношение:
Коэффициент трансформации вычисляется по формуле:
Если трансформатор идеальный, то выполняется следующее соотношение (мощности на входе и выходе равны):
В неидеальном трансформаторе вводится понятие КПД:
Волны
Длина волны может быть рассчитана по формуле:
Разность фаз колебаний двух точек волны, расстояние между которыми l:
Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в некоторой среде:
Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в вакууме постоянна и равна с = 3∙108 м/с, она также может быть вычислена по формуле:
Скорости электромагнитной волны (в т.ч. света) в среде и в вакууме также связаны между собой формулой:
При этом показатель преломления некоторого вещества можно рассчитать используя формулу:
Оптика
Оптическая длина пути определяется формулой:
Оптическая разность хода двух лучей:
Условие интерференционного максимума:
Условие интерференционного минимума:
Формула дифракционной решетки:
Закон преломления света на границе двух прозрачных сред:
Постоянную величину n 21 называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Если n 1 > n 2, то возможно явление полного внутреннего отражения, при этом:
Формула тонкой линзы:
Линейным увеличением линзы Γ называют отношение линейных размеров изображения и предмета:
