Пуск!by
О сайте
Рефератик.Ру  -  Дипломы, Курсовые и Рефераты на Заказ!
Без предоплаты, Антиплагиат более 80 %, Сроки от 24 ч.
Тел: (495) 223-11-00 с 10 до 20 ч. ПодробнееПодробнее
Заказать

Шпаргалка: Физика (основные формулы)

Физика

(Шпаргалка)

РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ

V = Sd – толщина слоя, где

d – диаметр молекулы

Vкапли = 1 мм3

Физика (основные формулы) (молекула)

10-8 см (атома)

ЧИСЛО МОЛЕКУЛ

Физика (основные формулы)

МАССА МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ

Физика (основные формулы),

где N – число молекул.

Физика (основные формулы) - относительная молекулярная масса

Количество вещества и постоянная Авогадро

Один моль – это кол-во в-ва, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) - кол-во в-ва

МОЛЯРНАЯ МАССА

Молярной массой М в-ва называют в-во, взятое в кол-ве одного моля.

Физика (основные формулы)  Физика (основные формулы) молярная масса

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы).   Физика (основные формулы) - кол-во в-ва.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы) - число молекул

МАССА В-ВА, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В ЛЮБОМ КОЛ-ВЕ В-ВА

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)   Физика (основные формулы)   Физика (основные формулы)

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

Броуновское движение – это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц.

Причина Броуновского движения закл-ся в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга, хаотичное, беспорядочное движение самой жидкости.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОЛЕКУЛ

На расстояниях, превышающих 2-3 диаметра молекул, действуют силы притяжения. По мере уменьшения расстояния между молекулами сила притяжения сначала увеличивается, а затем начинает убывать и убывает до нуля, когда расстояние между двумя молекулами становится равным сумме радиусов молекул.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ

Ид. газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. В нем:

Отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия;

Взаимодействие молекул происходит только при их соударении и является упругим;

Молекулы идеального газа не имеют объема, представляют собой материальные точки.

Давление (ид. газа) создается ударами молекул о стенки сосуда  Физика (основные формулы)~n,

где n – концентрация молекул.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)        Физика (основные формулы)~ Физика (основные формулы)        Физика (основные формулы)

СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ КВАДРАТА СКОРОСТИ МОЛЕКУЛ

Физика (основные формулы)  средн.значен. кв. скорости

где N – число молекул в газе.

Физика (основные формулы) квадрат модуля любого вектора

Физика (основные формулы) среднее значение Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) сред. значен. квадр. проекций скорости

Физика (основные формулы) средн. квадрат проекции скорости

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗА

Физика (основные формулы);   Физика (основные формулы);

Физика (основные формулы) - основн. уравнен. МКТ газов.

Физика (основные формулы);            Физика (основные формулы) .

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Физика (основные формулы)

АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Физика (основные формулы)~T , где Т – абсолютная температура

Физика (основные формулы)= kТ ,где k- коэф. пропорциональности

Физика (основные формулы)

Предельн. тем-ру, при котор. давление идеал. газа обращается в нуль при пост. объеме или объем ид. газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры

ПОСТОЯННАЯ БОЛЬЦМАНА

Физика (основные формулы)  Физика (основные формулы) постоянная Больцмана

Постоянная  Больцмана связывает температуру Физика (основные формулы) в энергетических единицах с температурой Т в кельвинах.

T = t+273

ТЕМПЕРАТУРА

МЕРА СРЕДНЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ.

Абсолютная температура есть мера  средней кинетической энергии движения молекул.

Физика (основные формулы) и Физика (основные формулы); Физика (основные формулы)

p = nkT, где n – концентрация молекул [Физика (основные формулы)

В равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул.

СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ

Физика (основные формулы); Физика (основные формулы), где Физика (основные формулы)- масса молекул тела

Физика (основные формулы) - средняя квадратичная скорость

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛ. ГАЗА

Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.

Физика (основные формулы)  , где

NA – постоянная Авогадро

m – масса газа

М – его молярная масса

Физика (основные формулы)

Произведение постоянной Больцмана k и постоянной Авогадро NA называют универсальной (молярной) газовой постоянной и обозначают буквой R.

R = Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) - уравнение Менделеева-Клапейрона

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)     и      Физика (основные формулы)

начальное состояние газа              конечное состояние

Физика (основные формулы) - уравнение Клапейрона.

ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ

1. Изотермический процесс («изос» - от греч. равный)

    Закон Бойля-Мариотта

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим.

PV = const    при    T = const

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)   Физика (основные формулы)~ Физика (основные формулы)

                                                                             I

                                                                                II

Графиком является изотерма (гипербола)

Т1>T2, т.к. R1>R2

R1V1 = R2V2

2. Изобарный процесс («барос» - вес, тяжесть)

закон Гей- Люссака

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называется изобарным

Физика (основные формулы)  при P=const

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)V = T const;     V ~ T;        Физика (основные формулы) .

Физика (основные формулы)V                               P1

Физика (основные формулы)            V1                                                             P2                                              

            V2

             O                                                       T

Графиком является изобара (прямая)

V1>V2  ,      P1<P2

В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т=0. Но это не означает, что объем реального газа действительно обращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния (PV=Физика (основные формулы)) не применимо.

3. Изохорный процесс («хорема» - вместимость) -

    (закон Шарля)

Процесс изменения термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы) при V=const; P ~ T

P                                   V1

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)            P1                                                                                                             V2                                                                                                       

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)            P2

Физика (основные формулы)

             O                                                       T

Графиком является изохора (прямая)

P2<P1 ,  V2>V1

В соответствии с уравнением p=const . T   

все изохоры начинаются в точке Т=0. Значит, давление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю.

НАСЫЩЕННЫЙ ПАР

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

Давление пара Р0, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Физика (основные формулы)

Р                                                    С

    В

                                  А

О                                                                         Т

С ростом t давление растет.

Давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.

АВ – рост давления, увеличение температуры.

Ро=nkT;  P ~ n,      Po ~ T.

BC -  жидкость испарилась и превратилась в пар.

Давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара.

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Физика (основные формулы) - влажность воздуха

где р  - порциальное давление  водяного пара,

      ро – давление насыщенного пара при  той же температуре.

Физика (основные формулы)  -  абсолютное удлинение

Ɛ = Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)-  относительное удлинение,

где   lo – начальная длина

 l  - конечная длина стержня

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Ϭ (сигма) – механическое напряжение.

F=kx,

где k – коэф. жесткости

x = Δ l – абсолютное удлинение

Ϭ  = Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)- механическое напряжение

Ϭ =E/ Ɛ/ - закон Гука,

где Е – коэф. упругости или модуль Юнга

      Ɛ – относительное удлинение.

Физика (основные формулы) ƐФизика (основные формулы);   Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы)

E = Физика (основные формулы)

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

U -  внутренняя энергия [Дж]

U = Физика (основные формулы) ;   Физика (основные формулы);    Физика (основные формулы); Физика (основные формулы);

Физика (основные формулы) - значен. внутр. энергии ид. газа

Т ~ U;     U = Физика (основные формулы).

ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ

Физика (основные формулы);  U ~ m; U ~ Физика (основные формулы); Физика (основные формулы)~ Физика (основные формулы) .

РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИКЕ

Физика (основные формулы) Физика (основные формулы)   Физика (основные формулы)

При расширении газа работаA'>0, а при сжатии А'<0.

Работа внешней силы при расширении газа<0, т.е. А>0,а при сжатии А>0.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)                   

Физика (основные формулы)             p

Физика (основные формулы)

                              p

                                  V2-V1

                                         V1              V2                       V

Физика (основные формулы) 

Физика (основные формулы) 

Физика (основные формулы)

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

1.Нагревание и охлаждение

  Физика (основные формулы)       Физика (основные формулы) 

Q- количество теплоты [Дж]

c- удельная теплоемкость вещества Физика (основные формулы)

m-масса тела [кг]

Физика (основные формулы)-средняя температура

При нагреванииQ>0

При охлажденииQ<0

2.Плавление и кристаллизация

                      Физика (основные формулы)              Физика (основные формулы) ,

где λ – уд. теплота плавления [Физика (основные формулы)]

Кол-во теплоты, необходимое для превращения 1 кг кристаллического в-ва при температуре плавления в жидкость той же to, называют удельной теплотой плавления.

3. Парообразование и конденсация

Q = rm;    Q = rm

r, L – уд. парообразование [Дж/кг]

Количество теплоты, необходимое для превращения при постоянной температуре 1 кг жидкости в пар называют удельной теплотой преобразования.

При парообразовании Q>0

При конденсации        Q<0

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Закон превращения и сохранения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики.

 U = A+Q – первый закон термодинамики

A¢ = A ;      Q = ΔU = A¢

1. Изохорный процесс

Физика (основные формулы) ;  V=const,  ΔV=0.

A=PΔV=0; ΔU=Q; ΔT>0; ΔU>0 увеличивается

2. Изотермический процесс

T = const         ΔT = 0

ΔU=0;    Q= - A ;  Q = A¢

3. Изобарный процесс

P = const;   ΔU = Q+A;   Q = ΔU = A'

4. Адиабатный процесс

Процесс, протекающий в системе (теплоизолированной), которая не обменивается теплом с окружающими телами.

Q = 0 ;   ΔU = A.

Q1 + Q2 + Q3 + … = 0 – уравнение теплового баланса

где  Q1, Q2, Q3, … - кол-ва теплоты, полученные или отданные телами.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Второй закон термодинамики указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе.

Принципы действия тепловых двигателей

Температуру Т1 называют температурой нагревателя.

Температуру Т2 называют температурой холодильника

A' =|Q1|-|Q2|,   где

Q1 – кол-во тепла, полученное от нагревателя, а

Q2 – кол-во теплоты отданное холодильнику.

Коэф. полезного действия теплового двигателя называют отношение работы А', совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

Физика (основные формулы).

Так как у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику,  то h < 1.

Максимальное значение КПД тепловых двигателей.

Физика (основные формулы)

Реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру Т1, и холодильником с температурой Т2, не может иметь КПД, превышающий КПД идеальной тепловой машины.

Закон сохранения электрического заряда.

При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда. Этот закон справедлив для замкнутой системы. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. Если заряды частиц обозначить через q1, q2 и т.д., то

q1 + q2 + q3 + … + qn = const.

Основной закон электростатики – закон КУЛОНА

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними. В таком случае эти тела можно рассматривать как точечные.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эту силу называют кулоновской.

Физика (основные формулы), где

|q1| и |q2| - модули зарядов тел,

r – расстояние между ними,

k – коэффициент пропорциональности.

F- сила взаимодействия 

Физика (основные формулы)

Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Физика (основные формулы)

Единица электрического заряда

Единица силы тока – ампер.

Один кулон (1 Кл) – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А

g [Кулон=Кл]

Физика (основные формулы)

        е=1,6×10-19 Кл                           Физика (основные формулы)      

Физика (основные формулы)-электрическая постоянная

Физика (основные формулы) 

БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА РАССТОЯНИИ

Предположение о том, что взаимодействие между удаленными друг от друга телами всегда осуществляется с помощью промежуточных звеньев (или среды), передающих взаимодействие от точки к точке, составляет сущность теории близкодействия.Распр. с конечной скоростью.

Теория прямого действия на расстоянии непосредственно через пустоту. Согласно этой теории действие передается мгновенно на сколь угодно большие расстояния.

Обе теории являются взаимно противоположными друг другу. Согласно теории действия на расстоянии одно тело действует на другое непосредственно через пустоту и это действие передается мгновенно.

Теория близкодействия утверждает, что любое взаимодействие осуществляется с помощью промежуточных агентов и распространяется с конечной скоростью. 

Существования определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время, - вот главное, что отличает теорию близкодействия от теории действия на расстоянии. 

Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Электромагнитные взаимодействия должны распространятся в пространстве с конечной скоростью.

Электрическое поле существует реально, его свойства можно исследовать опытным путем, но мы не можем сказать из чего это поле состоит.

О природе электрического поля можно сказать, что поле материально; оно сущ. независимо от нас, от наших знаний о нем;

Поле обладает определенными свойствами, которые не позволяют спутать его с чем-либо другим в окружающем мире;

Главное свойство электрического поля – действие его на электрические заряды с некоторой силой;

Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Оно не меняется со временем. Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Оно существует в пространстве, окружающем эти заряды, и неразрывно с ним связано.

Напряженность электрического поля.

Отношение силы, действующей на помещенный в данную точку поля заряд, к этому заряду для каждой точки поля не зависит от заряда и может рассматриваться как характеристика поля.

Физика (основные формулы) Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)

Напряженность поля точечного заряда.

Физика (основные формулы).

Модуль напряженности поля точечного заряда qo на расстоянии r от него равен:

Физика (основные формулы).

Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых Физика (основные формулы) Физика (основные формулы) Физика (основные формулы)и т. д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна:

Физика (основные формулы)

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛ.

НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ ЗАРЯЖЕННОГО ШАРА

Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства, называется однородным.

Густота силовых линий больше вблизи заряженных тел, где напряженность поля также больше.

Физика (основные формулы)-напряженность поля точечного заряда.

Внутри проводящего шара (r > R) напряженность поля равна нулю.

ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ.

В проводниках имеются заряженные частицы, способные перемещаться внутри проводника под влиянием электрического поля. Заряды этих частиц называют свободными зарядами.

Электростатического поля внутри проводника нет. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности. Заряды в проводнике могут располагаться только на его поверхности.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТПРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

Физика (основные формулы)-заряд капельки; е=1,6×10-19Кл

Два вида диэлектриков

Нейтральную систему зарядов называют электрическим диполем.

Полярные, состоящие из молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Неполярные, состоящие из атомов или молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Поляризация диэлектриков.

Диэлектрическая проницаемость.

Смещение положительных и отрицательных связанных зарядов диэлектрика в противоположные стороны называют поляризацией.

Диэлектрическая проницаемость среды – это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электрического поля Физика (основные формулы) внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля Физика (основные формулы)о в вакууме.

Физика (основные формулы), Физика (основные формулы) - физич. вел-на, характ. эл-кие св-ва среды

Данная формула справедлива только для однородной среды.

Е= kФизика (основные формулы) -для точечного заряда и шара

Физика (основные формулы) - закон Кулона для зарядов, находящихся в однородном диэлектрике.

Силы между заряженными телами зависят от свойств среды, в которой эти тела находятся.

Потенциальная энергия заряженного тела  в однородном электростатическом поле.

Физика (основные формулы);   Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) Физика (основные формулы)

E

Физика (основные формулы)
Физика (основные формулы)
Физика (основные формулы)

d1-d2 = Dd  - на этом участке пути электрич. поле совершит положит. работу.

Физика (основные формулы); Физика (основные формулы) F=qE;

A = qE (d1-d2) = qEd1-qEd2 = -(qEd2-qEd1) = - (Ep2 – Ep1) = - DEp

Если работа не зависит от формы траектории, то она равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком.

A = -(Wp2-Wp1) = -DWp

Потенциальная энергия заряда в однородном электрическом поле равна:

Wp = qEd

Заряд q в отличие от массы может быть как положит., так и отриц. Если A > 0, то DWp < 0, DWk > 0. Если A < 0, то DWp > 0, DWk < 0. Потенциальная энергия растет, а кинетическая энергия уменьшается.

A = DWk

На замкнутой траектории, когда заряд возвращается в начальную точку, А = 0: А = -DWp = -(Wp1-Wp1) = 0

Wp = qEd – qEd2

Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а разность ее значений, определяемая работой поля при перемещении заряда из начального положения в конечное.

Физика (основные формулы) , где

e - диэлектрическая проницаемость среды

Ео – напряженность поля в вакууме

Е – напряженность электрического поля внутри однородного диэлектрика

ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

На замкнутой траектории работа электростатического поля всегда равна 0. Поля, обладающие таким свойством, называют потенциальными. Работу потенциального поля можно выразить через изменение потенциальной энергии. А = - (Wp2 – Wp1).

Wp ~ q.  Физика (основные формулы) - потенциал эл. поля

φ (фи) – скаляр, энергетическая характеристика  электрического поля.

Физика (основные формулы) - потенциал однородного поля.

А = - (Wp2 – Wp1) = - q(φ2- φ1)=q(φ1- φ2)=qU

U = φ1 - φ2 =Физика (основные формулы) – разность потенциалов (напряжение)

Разность потенциалов между двумя точками равна 1, если при перемещении зарядов в 1 Кл из одной точки в другую эл. поле совершает работу в 1 Дж. Эту единицу называют вольтом (В); 1В = 1Дж/1 Кл

СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ЭЛ. ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ.

А= qEDd – электрическое поле совершает работу

А = q(φ1 – φ2) = qU

Физика (основные формулы) [1В/м] - модуль вектора напряженности поля

Формула показывает: чем меньше меняется потенциал на расстоянии Dd,  тем меньше напряженность электрического поля; если потенциал не меняется совсем, то напряженность поля равно 0.

При перемещении положительного заряда в направлении напряженности Физика (основные формулы) электрическое поле совершает положительную работу А = q(φ1 – φ2), то потенциал φ1 больше потенциала φ2. Напряженность электрического поля направлена в сторону убывания потенциала.

E = 1,  если разность потенциалов между двумя точками на расст. 1 м в однородном поле = 1 В.

Физика (основные формулы)

Все точки поверхности, перпендикулярные силовым линиям, имеют один и тот же потенциал. Все точки внутри проводника имеют один и тот же потенциал. Напряженность поля внутри проводника равна 0.

Физика (основные формулы)

A=0; φ1= φ2

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЕДИНИЦЫ ЭЛ.ЕМКОСТИ.

В сильном электрическом поле (при большом напряжении) диэлектрик становится проводящим. Чем меньше увеличивается напряжение между проводниками, тем больший заряд можно на них накопить.

Физическую величину, характеризующую способность двух проводников накапливать электрический заряд, называют электроемкостью.

Отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами проводников, их формой и взаимным расположением, а также электрическими св-вами окр. среды.

Физика (основные формулы) - электроемкость

Чем меньше напряжение, тем больше электроемкость проводников.

Электроемкость двух проводников = 1, если при сообщении им зарядов + 1 Кл и – 1Кл между ними возникает разность потенциалов 1В. Эту единицу называют фарад (Ф); 1Ф = 1 Кл / В.

Микрофарад (мкФ) = 10-6 Ф

Пикофарад (пФ)   = 10-12 Ф

Физика (основные формулы), где

q – заряд пластины

S – площадь пластины

Е – напряженность

e - физическая величина, характеризующая эл. св-ва среды

eо – электрическая постоянная (8,854 . 10-12 Ф . м-1)

КОНДЕНСАТОРЫ

Физика (основные формулы)~Физика (основные формулы); U = EDd; Физика (основные формулы)

Dd – расстояние между пластинами

Физика (основные формулы), где

С – емкость конденсатора с диэлектриком

Со – емкость конденсатора без диэлектрика

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖОННОГО КОНДЕНСАТОРА.

Физика (основные формулы) - для потенциальной энергии заряда в однородном поле энергии конденсатора, где

q – заряд конденсатора,

d – расстояние между пластинами

Еd = U, где

U – разность потенциалов между обкладками конденсата

Физика (основные формулы)-энергия конденсатора

Физика (основные формулы)- электроемкость конденсатора

Физика (основные формулы)- энергия каждого элемента

Физика (основные формулы)~E2

Физика (основные формулы)- для плотности энергии 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СИЛА ТОКА

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Возникает при упорядоченном перемещении свободных электронов или частиц. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Действия тока: тепловое, магнитное, химическое.

Заряд, перенесенный в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.

Физика (основные формулы), где

Dq – переносимый через поперечное сечение проводника заряд

Dt – промежуток времени

I – сила тока, скаляр [ 1A = 1 Кл / с]

Сила тока может быть как положительной, так и отрицательной величиной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений вдоль проводника принять за положительное. I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника.

I = Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы), где

е – модуль заряда электрона

n – концентрация частиц

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛ. ТОКА.

Необходимо наличие свободно заряженных частиц

Необходима сила, действующая на частицы со стороны электрического поля в определенном направл

Физика (основные формулы)

Если разность потенциалов =0, то поля нет.

Если разность потенциалов не изменилась, то ток будет считаться постоянным.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определенная зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника; эту зависимость выражает т.н. вольт – амперная характеристика проводника

Зависимость силы тока от напряжения носит название закон Ома.

Согласно закону Ома, для участка цепи сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.

Физика (основные формулы)

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

Физика (основные формулы), где

S – площадь поперечного сечения (м2, мм2 )

l – длина проводника (м)

r - уд. сопротивление проводника

Удельное сопротивление численно равно сопротивлению проводника, имеющего форму куба с ребром 1 м, если ток направлен вдоль нормали к двум противоположным граням куба.

Физика (основные формулы)

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Для измерения силы тока в проводнике амперметр включают последовательно с этим проводником.

Для того, чтобы измерить напряжение на участке цепи с сопротивлением R, к нему параллельно подключают вольтметр.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

Последовательное Параллельное
1. Сила тока 1. I = I1 + I2
I = I1 = I2 2. U = U1 = U2
2. Напряжение

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы); U1 = IR1

Физика (основные формулы); Физика (основные формулы)

U2 = IR2

Физика (основные формулы)

3. Физика (основные формулы)

U =U1 + U2

Физика (основные формулы)

3. Сопротивление
R = R1 + R2 Если R1 =R2=R3=…=Rn, где n – число элемента

Физика (основные формулы)

РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

А = DqU ; A = IUDt = I2RDt = Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) - при параллельном соед.

Физика (основные формулы) - при последоват. соед

Физика (основные формулы) - закон Джоуля-Ленца

Мощность тока равна отношению работы тока за время Dt к этому интервалу времени.

Физика (основные формулы)- закон Ома для участка цепи

Физика (основные формулы) - для последовательного соед.

Физика (основные формулы) - для параллельного соед.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА

Одно лишь электрическое поле заряженных частиц (кулоновское поле) не способно поддерживать постоянный ток в цепи.

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют сторонними силами.

Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному).

ЭДС в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении зарядов вдоль контура к заряду: ℰ =Физика (основные формулы)[Вт]

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ

R – внешнее сопротивление цепи

r- внутреннее сопротивление цепи (сопротивление источника тока)

Rоб = R + r ;  ℰ=Физика (основные формулы) => Aст = ℰDq

Физика (основные формулы) => Физика (основные формулы);  Aст = ℰIDt

Физика (основные формулы);  A = Q

ℰIDt = I2RDt + I2rDt;  Физика (основные формулы)ℰ = Физика (основные формулы);

ℰ = Физика (основные формулы);  I =ℰ/R+r

Если при обходе цепи переходят от отрицательного  полюса  источника  к положительному, то ЭДС ℰ > 0. Сторонние силы внутри источника совершают при этом положительную работу.

ℰ = ℰ1 + ℰ2 + ℰ3 = |ℰ1|-|ℰ2| + |ℰ3|

Если ℰ > 0, то I > 0, т.е. направление тока совпадает с направлением обхода контура. При ℰ < 0, направление тока противоположно направлению обхода контура. Полное сопротивление цепи Rп равно сумме всех сопротивлений:

Rп = R + r1 + r2 + r3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

Взаимодействие между проводниками с током, т.е. взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.

Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

В пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным.

Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Основные свойства:

а) магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами)

б) магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды)

Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

Результирующая сила, действующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна 0.

Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами.

ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Силовой характеристикой магнитного поля явл-ся вектор магнитной индукции.

Физика (основные формулы)- вектор магнитной индукции

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

Физика (основные формулы)- положительная нормаль.

Правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной  индукции.

Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены также, как и вектор Физика (основные формулы) в данной точке поля.

Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты.

СИЛА АМПЕРА.

Сила ампера – это магнитная сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.

Сила достигает максимального значения, когда магнитная индукция перпендикулярна проводнику.

Физика (основные формулы), если Физика (основные формулы)^I.

Физика (основные формулы); Fm = IDlB  - максимальная сила

Ампера

F = B|I|Dlsina - закон Ампера

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

За единицу магнитной индукции можно принять магнитную индукцию однородного поля, в котором на участок проводника длиной 1 м при силе тока в 1 А действует со стороны поля максимальная сила, равная 1 Н. Одна единица магнитной индукции = 1 Н/А . м.

СИЛА ЛОРЕНЦА

Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца.

Физика (основные формулы), где

F – модуль силы,

N – число заряженных частиц

Физика (основные формулы), где

Физика (основные формулы)- скорость их упорядоченного движения

q – заряд

S – площадь

n – концентрация

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) - число заряженных частиц в рассматриваемом объеме

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы); Физика (основные формулы); Физика (основные формулы)Физика (основные формулы), поэтому Fлmax, т.к. sina = 1; Fл = |q|Физика (основные формулы)

Если левую руку расположить так. Чтобы составляющая магнитной индукции, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90о большой палец покажет направление силы Лоренца.

Так как сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то она не совершает работу. Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и, следовательно, модуль ее скорости. Под действием силы Лоренца меняется лишь направление скорости частицы.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы)- удельный заряд частицы

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

ОтношениеФизика (основные формулы), характеризующее магнитные свойства среда, получило название магнитной проницаемости среды.

Физика (основные формулы)

m - магнитная проницаемость данной среды.

Магнитные свойства тела можно объяснить циркулирующими внутри него токами.

Магнитные св-ва любого тела опр-ся замкнутыми электрическими токами внутри него.

Магнитные взаимодействия – это взаимодействия токов.

Ферромагнетики (железо, кобальт, никель. Редкоземельные элементы и многие сплавы) – тела с большой магнитной проницаемостью.

Температура Кюри – это температура, больше некоторой определенной для данного ферромагнетика, ферромагнитные свойства его исчезают.

ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Физика (основные формулы)R~t, где

Ro – сопротивление проводника

R – сопротивление проводника после нагревания

Физика (основные формулы)- относительное изменение сопротивления проводника

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)= at, где

a - коэф. пропорциональности, называемый температурным коэф. сопротивления.

Для металлов a =Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы);   R~ Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы);  a > 0;  Физика (основные формулы)

Очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДН.

Электрическая проводимость при наличии  Примесей 

Удельное сопротивление с увеличением температуры не растет, а наоборот, чрезвычайно резко уменьшается. Такие в-ва и называются полупроводниками.

При температурах, близких к абсолютному нулю, удельное сопротивление полупроводников очень велико. При низких температурах полупроводник ведет себя как диэлектрик.

Ковалентная связь – это когда взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью парноэлектронной связи.

Полупроводники при низкой температуре не проводят электроток.

Удельное сопротивление с увеличением температуры у металлов увеличивается.

Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью.

При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим электроном. Его называют дыркой. В дырке имеется избыточный положительный заряд по сравнению с остальными, нормальными связями.

П/проводники обладают не только электронной, ро и дырочной проводимостью. Проводимость при этих условиях называют собственной проводимостью полупроводников.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИМЕСЕЙ.

В полупроводниках при наличии примесей наряду с собственной проводимостью возникает дополнительная – примесная проводимость.

Примеси, легко отдающие электроны и. следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называют донорными (отдающими) примесями. Их называют полупроводниками n- типа (от слова negativ – отрицательный). В полупроводнике n-типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки – неосновными.

Число дырок в кристалле равно числу атомов примеси. Такого рода примеси называют акцепторными (принимающими). При наличии электрического поля дырки перемещаются по полю, и возникает дырочная проводимость. Эти проводники называют проводниками p-типа (от слова positiv – положительный). Основными носителями заряда в полупроводнике p-типа явл-ся дырки, а неосновными – электроны.

ЭЛЕКТРОТОК ЧЕРЕЗ КОНТАКТ

ПОЛУПРОВОДНИКОВ p- И n- ТИПОВ.

Контакт двух полупроводников называют p-n- переходом.

При образовании контактов электроны частично переходят из полупроводника n-типа в полупроводник p-типа, а дырки – в обратном направлении. В результате полупроводник n-типа заряжается положительно, а p-типа – отрицательно.

Свойства p-n- перехода используют для выпрямления переменного тока.

Электрический ток в вакууме. Диод.

Процесс, основанный на свойстве тел, нагретых до высокой температуры, испускать электроны, называется термоэлектронной эмиссией.

Анод – положительно заряженный, холодный электрод.

Катод – отрицательно заряженный, нагретый электрод.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ.

ЭЛЕКТРОНН-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА.

Электронный пучок:

попадая на тела, вызывает их нагревание;

при торможении быстрых электронов, попадающих на вещество, возникает рентгеновское излучение.

некоторые в-ва, бомбардируемые электронами, светятся.

отклоняются электрическим полем

отклоняются в магнитном поле

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ

При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул электролитов на ионы. Этот процесс наз-ся электролитической диссоциацией.

Степень диссоциации зависит от температуры, концентрации раствора и диэлектрической проницаемости растворителя.

Ионы разных знаков при встрече могут снова объединиться в нейтральные молекулы - рекомбинировать.

Перенос заряда в водных растворах или расплавах электролитов осуществляется ионами, такую проводимость называют ионной.

На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны, а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция). Процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно-восстановитель-ными реакциями, называют электролизом.

При помощи электролиза осуществляют очистку металлов от примесей.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОЛИЗА

m = moi . Ni  ;   Физика (основные формулы) ;

Физика (основные формулы), где n – валентность.

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы), где

 I – сила тока

Dt – время

Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы) - закон Фарадея, где

k – коэф. пропорциональности

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)

Величину k называют электрохимическим эквивалентом данного вещества и выражают в кг/Кл

Физика (основные формулы) - число Фарадея

Чем больше разность потенциалов между электродами, тем больше напряженность электрического поля.

Плазма – это частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически совпадают.

Физика (основные формулы)

Как изменится внутренняя энергия идеального газа при адиобатном расширении ? (уменьшится)

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ  ТОК В ГАЗАХ

Вследствие нагревания или воздействия излучением часть атомов ионизируется – распадается на положительно заряженные ионы и электроны. В газе могут образовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря присоединению электронов к нейтральным атомам.

По мере нагревания молекулы движутся быстрее. При этом некоторые молекулы начинают двигаться так быстро, что часть их них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы.

После прекращения действия ионизатора газ перестает быть проводником. Ток прекращается после того, как все ионы и электроны достигнут электродов. Кроме того, при сближении электрона и положительно заряженного иона они могут вновь образовать нейтральный атом. Такой процесс называют рекомбинацией заряженных частиц.

НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ И

САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯДЫ.

Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд, так как других источников ионов нет. По этой причине разряд называют несамостоятельным разрядом.

Если убрать внешний ионизатор, то разряд не прекратится. Так как разряд не нуждается для своего поддержания во внешнем ионизаторе, его называют самостоятельным ионизатором.

Чем больше разность потенциалов между электродами, тем больше напряженность электрического поля.

При столкновении электрона с атомом происходит ионизация.

РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО

РАЗРЯДА:

Тлеющий разряд

Электрическая дуга

Коронный разряд

Искровой разряд

Плазма может быть высокотемпературной и низкотемпературной

                                                                                                          

                                        

                                          

                                                                  

                               Физика (основные формулы)

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)                                                                                                          

                                        

                                          

                                          Физика (основные формулы)                      Физика (основные формулы)   

           

                                                                    A

           

Физика (основные формулы) Физика (основные формулы)

                                           q1 > 0                               q2 > 0

                                                        q1 = q2                                           

Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)Физика (основные формулы)q1 > 0                            C            Физика (основные формулы)

                   Физика (основные формулы)                 E

                       Физика (основные формулы)

         q2 < 0

©2007—2014 Пуск!by | По вопросам сотрудничества обращайтесь в contextus@mail.ru