Раздел 1. Электрическое поле.
Тема 1.1. Электрическое поле. Характеристики электрическогополя.
Тема 1.2 Проводники в электрическом поле
Тема 1.3 Цели и задачи расчета электрических полей.
Раздел 2 Электрические цепи постоянного тока
Тема 2.1. Электрическая цепь
Тема 2.2 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока
Тема.2.3 Нелинейные цепи постоянного тока.
Раздел 3. Электромагнетизм
Тема 3.1 Магнитное поле. Характеристики магнитного поля.
Тема 3. 2Расчет параметров поля
Тема 3.3 Механические силы в магнитном поле.
Тема 3.4Электромагнитная индукция
Тема 3.5 Магнитные цепи
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕМАМ И ВОПРОСЫДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Раздел 1. Электрическое поле
Всякое тело содержит большое количество элементарных частиц вещества, обладающих электрическими зарядами. Движущиеся электрические заряды связаны с окружающим их электромагнитным полем, которое представляет собой один из видов материи. Каждый движущийся и неподвижный заряд связан с электрическим полем. Электрическое поле неподвижных зарядов называется электростатическим.
В результате изучения темы студент должен знать основные характеристики электрического поля: напряженность, потенциал, напряжение и, прежде всего, уяснить смысл этих понятий, определение, размерности и соотношения между ними.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое электрическое поле? Каковы его основные свойства?
2. Что называется электрическим зарядом?
3. В каком случае тело называется электрически нейтральным, а в каком — электрически заряженным?
4. Что такое электрическое поле и каковы его основные характеристики?
5. Сформулируйте закон Кулона и запишите соответствующее ему математическое выражение.
6. Чем отличаются проводники от диэлектриков?
7. Какова физическая сущность абсолютной диэлектрической проницаемости среды?
8. Что называется электрической емкостью?
9. Как определяется емкость батареи при параллельном и последовательном соединении конденсаторов?
10. Что происходит в результате поляризации диэлектрика?
11. Что такое пробой диэлектрика, при каких условиях он наступает?
Раздел 2. Электрические цепи постоянного тока
В теме рассматриваются явления электропроводности, законы Ома, Кирхгофа, Джоуля-Ленца.
Причиной затруднения при решении задач с использованием закона Ома является чисто механическое восприятие этого закона. Студенты запоминают формулу» характеризующую этот закон только как математическую дробь:
I = U/R.
действительности, ток на участке цепи равен напряжению этого участка, деленному на сопротивление того же участка. Следует подчеркнуть особо, что все параметры относятся к одному и тому же участку цепи.
Следующая часто встречающаяся ошибка является результатом неправильного понимания математической записи: I = U/R.
Всякое изменение напряжения ведет к изменению тока или, наоборот, изменение тока ведет к изменению напряжения, но сопротивление, если оно линейное, остается постоянным, так как оно является параметром электрической цепи, зависящим только от материала, длины и сечения проводника (нагрев проводника не учитывается).
В теме определенную трудность для понимания представляет второй закон Кирхгофа. Необходимо четко уяснить, что первый закон Кирхгофа относится к узловой точке цепи, а второй — к замкнутому контуру, а не ко всякой цепи, которая может быть и многоконтурной. Для того чтобы составить уравнение по второму закону Кирхгофа, необходимо предварительно усвоить правило знаков.
На первых порах вызывает затруднение определение последовательного и параллельного соединения в смешанных соединениях резисторов. Необходимо обратить внимание на признаки последовательного (одинаковый ток, отсутствие узлов между соединениями резисторов) и параллельного соединения (наличие двух общих узловых точек, равенство напряжений соединенных ветвей) резисторов.
Вопросы для самоконтроля
1. Что называется электрическим током?
2. Что такое электрическая цепь?
3. Какие существуют источники питания?
4. Каково различие между ЭДС и напряжением источника?
5. Что называется мощностью электрического тока, в каких единицах она измеряется?
6. По каким формулам можно подсчитать работу электрического тока?
7. Что такое баланс мощностей замкнутой электрической цепи?
8. Как читается и записывается закон Ома для участка и всей цепи?
9. Что называется электрическим сопротивлением? От каких величин зависит сопротивление проводника?
10. От чего зависит количество тепла, выделяемое током в проводнике?
11. Для чего служат предохранители?
12. Какими свойствами характеризуется последовательное соединение сопротивлений?
13. Что называется потерей напряжения в проводниках, от чего оно зависит?
14. Сформулируйте первый закон Кирхгофа.
15. Как определить эквивалентное сопротивление при параллельном соединении?
16. Сформулируйте второй закон Кирхгофа.