Расчет цепи начинайте с расчета общего сопротивления цепи. Зная его, находите ток в цепи, а затем ток через каждое сопротивление, а через него и напряжение на каждом сопротивлении.
Закон Ома для всей цепи можно записать так: э.д.с.=IR+Ir, то есть э.д.с. есть сумма напряжения на внешнем сопротивлении и напряжения на внутреннем сопротивлении. Или по другому: U=IR=э.д.с. –Ir, то есть напряжение в цепи меньше э.д.с. на Ir (напряжение на внутреннем сопротивлении). Если тока нет, то э.д.с. и напряжение в цепи совпадают, чем больше ток – тем меньше напряжение в цепи.
В задачах части С может быть дано, что U=aI2 для какого-то сопротивления. Это означает, что для этого сопротивления закон Ома не выполняется. Не смущайтесь, вместо закона Ома используйте данный закон.
Через конденсатор постоянный ток не идет. Конденсатор заряжается до напряжения, которое есть на сопротивлении, к которому он параллельно подключен. Если конденсатор подключен к э.д.с., то он заряжается до напряжения, равного э.д.с.
Если надо найти выделившуюся в цепи энергию, то прежде всего определите, откуда эта энергия выделилась, обычно это или конденсатор, или катушка потеряли свою энергию. Их и считаете.
При зарядке конденсатора э.д.с. вкладывает в цепь энергию QU, а на конденсаторе остается QU/2, то есть половина. Еще QU/2 выделяется на проводах.
Магнетизм.
Лекции: "Магнетизм:магнитное поле", "Магнеизм: э.д.с. индукции".
Определения
Индукция магнитного поля В определяется через силу Лоренца (см. ниже).
Поток магнитного поля Ф = В(магнитное поле)×S(площадь контура)×cosa (угол между В и нормалью к площадке контура). Частая ошибка – берут не угол между полем и нормалью к площадке, а угол между полем и площадкой, так как это привычнее. Можно взять и угол между полем и площадкой, но тогда надо брать синус угла. Не запутайтесь! Проверяйте себя: если площадка стоит поперек поля, то есть поле видит всю площадку, то должно получиться Ф=BS.
|
|
Индуктивность катушки L =Ф/Iили Ф(поток поля через катушку) =L·I(ток).
В магнетизме слово индукция используется в двух значениях: индукция магнитного поля и электромагнитная индукция. Это совершенно разные понятия, для которых используется одно слово. Так сложилось исторически. Не путайтесь! В лекциях я вместо "индукция магнитного поля B" говорю просто "магнитное поле B".
Законы
Магнитное поле создается токами, линии поля идут кругами вокруг проводника по часовой стрелке, если проводник идет от вас.
Сила Лоренца
= q(заряд) × 
(скорость)× 
(поле)sina (угол между полем и скоростью). Это можно считать и законом, и определением В(индукции магнитного поля или просто магнитное поле). Эта сила перпендикулярна и V, и B. Заворачиваем V на В(то есть кончик вектора V поворачиваем в сторону вектора B), получаем направление вращения. Сила направлена туда, куда шел бы шуруп при этом вращении.
Сила Ампера = 
(длина проводника)×I(ток)× (поле)sina(угол между полем и проводником). Поскольку ток – это движение зарядов, то сила Ампера выводится из силы Лоренца. Будем считать, что сила Лоренца и сила Ампера – это один закон.
Закон электромагнитной индукции 
= - 
(знак минус означает, что э.д.с. (и ток) будет противодействовать изменению потока). Если поток меняется неравномерно, то надо брать производную 
.
|
|
Так как Ф = В×S×cosa, то для возникновения э.д.с. надо, чтобы что-то менялось: или поле, или площадь, или угол.
Если меняется поле, то ∆Ф=S·cosα·∆B
Если меняется площадь, то ∆Ф=B·cosα·∆S
Если меняется угол, то ∆Ф=B·S·∆(cosα)
Сложность закона электромагнитной индукции в том, что э.д.с. зависит не от потока, а от изменения потока. Обращайте на это внимание!
Выводится
Два проводника с токами в одном направлении притягиваются, с токами в противоположных направлениях – отталкиваются.
Зная, как идет поле вокруг провода, вы должны легко выводить, куда направлено поле внутри контура или катушки. Получается опять по правилу буравчика: если крутить шуруп так, как ток идет по контуру, то поле внутри контура направлено туда, куда пошел бы шуруп.
На скорость частицы или ток направлены по полю, то силы Лоренца и Ампера равны нулю.
Если заряженная частица влетает в магнитное поле перпендикулярно полю, то она двигается по кругу.
Если металлический штырь длиной Lдвигается со скоростью Vперпендикулярно магнитному полю, то на концах его возникает э.д.с. индукции э.д.с.=VBL(вы должны уметь это выводить!). Если есть контур, то эта э.д.с. вызывает ток в контуре.
Если к висящему на нити медному кольцу приблизить катушку с током или магнит, то кольцо отклонится в сторону от катушки или магнита, а затем вернется в прежнее положение. Если отдалять катушку с током или магнит, то кольцо отклонится в сторону к катушке или магниту.
Энергия катушки (иногда в задачах ее называют энергия магнитного поля катушки) считается так: 
. В ВУЗе вы научитесь это выводить через определение индуктивности катушки и закон электромагнитной индукции, а пока придется запомнить.
Через трансформатор передается только переменное напряжение. Чтобы на вторичной обмотке возникло напряжение, в первичной ток должен меняться.