Законом инерции


НазваниеЗаконом инерции
страница4/6
Дата публикации29.03.2013
Размер0.59 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6

^ Дырочно-электронный переход-область контакта двух полупроводников с различным типом проводимости, а также полупроводника и металла.Рассмотрим полупроводник, в котором имеются две области: электронная и дырочная.В первой–высокая концентрация электронов, во второй–высокая концентрация дырок. Согласно закону выравнивания концентрации электроны стремятся перейти из n– области,где их концентрация выше в p–область, дырки же–наоборот(диффузия). Выравниванию концентраций мешают силы возникающего внутреннего электрического поля.Дырки,уходящие из p – области оставляют в ней отрицательно ионизированные атомы,а электроны уходящие из n области– положительно ионизированные атомы=>дырочная область становится заряженной отрицательно, а электронная–положительно.Между областями возникает электрическое поле созданное двумя слоями зарядов. Если внешнее напряжение приложено плюсом к p–области, а минусом к n–области, то электрическое поле источника будет направлено навстречу полю p–n перехода и ослабит его действие.При этом увеличится диффузионный ток.

29. Понятие магнитного поля. Сила Лоренца и сила Ампера

Магни́тное по́ле-силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля. Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции B. В СИ: Тесла (Тл). Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. F=[,] направление силы Лоренса перпендикулярно векторам скорости(поэтому не совершает работы) и магнитной индукции и направлена по правилу левой руки (Правило левой руки:Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле)Модуль сил Лоренца: F=qvB.,где угол α-угол между векторами скорости и индукции B,q-содуль заряда частицы.^ Сила Ампера-сила,с которой магнитное поле действует на проводник. F = I·L·B·sina,I-сила тока;B-вектор индукции магнитного поля;L - длина проводника;a - угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. При угле α=90град.,сила Ампера достигает максимального значения.

30.Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях

Если частица, обладающая зарядом е, движется в пространстве,где имеется электрическое поле с напряжённостью ^ E то на неё действует сила eE. Если, кроме электрического, имеется магнитное поле,то на частицу действует ещё сила Лоренца, равная e[uB] , где u - скорость движения частицы относительно поля, B - магнитная индукция. Поэтому согласно второму закону Ньютона уравнение движения частиц имеет вид: Рассмотрим частный случай, когда нет электрического поля, но имеется магнитное поле. Предположим, что частица, обладающая начальной скоростью u0, попадает в магнитное поле с индукцией B. Это поле мы будем считать однородным и направленным перпендикулярно к скорости u0,действующая на частицу сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости движения частицы. Это значит,что работа силы Лоренца всегда равна нулю; следовательно, абсолютное значение скорости движения частицы, а значит, и энергия частицы остаются постоянными при движении. Так как скорость частицы u не изменяется, то величина силы Лоренца остается постоянной. Эта сила, будучи перпендикулярной, к направлению движения, является центростремительной силой(при движении по кривой или по окружности-это сила,действующая на предмет таким образом, что он удерживается на круговой траектории.)http://magnitnoe.narod.ru/dvig/f9.jpg

31. Закон Био-Савара-Лапласа для расчета магнитных полей токов

Физический закон для определения модуля вектора магнитной индукции в любой точке магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током на некотором рассматриваемом участке. Был установлен экспериментально в 1820 году Био и Саваром. Они провели исследования магнитных полей токов различной формы.Лаплас обобщил эти исследования.Он проанализировал данное экспериментальные данные и сделал вывод,что магнитное поле любого тока может быть вычеслено как векторная сумма(суперпозиция)полей,создаваемых отдельными элементарными участками тока. выражение и показал, что с его помощью путём интегрирования, в частности, можно вычислить магнитное поле движущегося точечного заряда, если считать движение одной заряженной частицы током. Закон Био-Савара-Лапласа для проводника с током I, элемент которого http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1290.gif создает в некоторой точкеА индукцию поля http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1298.gif записывается в виде:
     где http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1302.gifвектор, по модулю равный длине http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1290.gif проводника и совпадающий по направлению с током; http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1305.gifрадиус-вектор, проведенный от элемента http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1290.gif проводника в точку А поля; http://www.mivlgu.ru/kafedra/phisica/xml/books/188644873e/image1308.gifмодуль радиуса-вектора. Закон Био-Савара-Лапласа совместно с принципом суперпозиции позволяет рассчитывать магнитные поля, создаваемые любыми проводниками с током.

Закон Био-Савара-Лапласа:,где r-расстояние от участка тока до рассматриваемой точки поля,α-угол между током и направлением в данную точку r(вектор), –магнитная постоянная.

32. Явления электромагнитной индукции. Правило Ленца

Электромагнитная индукция-явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через него.Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина ЭДС не зависит от того, что является причиной изменения потока-изменение самого магнитного поля или движение контура(или его части)в магнитном поле. Электрический ток вызванный этой ЭДС называется индукционным током.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в системе СИ):

Где ^ Е-электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура, Фп— магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении внешнего магнитного поля,всегда направлен так, что создаваемое им собственное магнитное поле препятствует изменению магнитного поля. Индукционный ток в замкнутом контуре сопротивлением R при изменении макнитного потока на за время :

33.Взаимная индукция соленоидов. Работа трансформатора

Солено́ид-катушка провода, намотанного на цилиндрическую поверхность. Явление взаимной индукции заключается в наведении ЭДС индукции в проводнике, находящемся вблизи цепи переменного тока. Взаимоиндукция (взаимная индукция)-возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. На явлении взаимной индукции основано действие трансформаторов, которые применяются для повышения или понижения напряжения переменного электрического тока.

Трансформатор состоит из двух или нескольких соленоидальных обмоток, расположенных близко друг от друга и, чаще всего, закрепленных на общем ферромагнитном сердечнике. Концы первичной обмотки присоединены к источнику переменного тока, а концы вторичной обмотки включены в цепь потребителя электрической энергии. Трансформатор предназначен для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

^ 1)Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)

2)Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция). На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции.

ЭДС, создаваемая во вторичной обмотке, может быть вычислена по закону Фарадея, который гласит, что: . U2 — Напряжение на вторичной обмотке, N2 — число витков во вторичной обмотке, Φ — суммарный магнитный поток, через один виток обмотки.

34. Причины существования ферромагнетиков, парамагнетиков, диамагнетиков

Ферромагнетики-материалы, обладающие большой магнитной проницаемостью(сталь, железо, никель, кобальт, их сплавы).Магнитная проницаемость ферромагнетика m=В/Н непостоянна и зависит от напряженности магнитного поля. Если ферромагнетик не находится во внешнем поле, то магнитные моменты отдельных областей разнонаправлены и суммарный магнитный момент тела равен нулю - ферромагнетик не намагничен. Внесение ферромагнетика во внешнее магнитное поле вызывает поворот магнитных моментов части областей в направлении внешнего поля. В результате ферромагнетик намагничивается.Причина-обменное взаимодействие(взаимодействие тождественных частиц приводящее к зависимости значения энергии системы частиц от её полного спина(спином называют собственный момент импульса атомного ядра или атома)

Парамагнетики (Al, платина, кислород О2)-вещества,которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы. Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственным магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно. Причина-Кулоновское отталкивание-отталкивание одноимённо заряженных частиц согласно закону Кулона(F = qvBsin α)

Диамагнетики-в-ва, намагничивающиеся навстречу направлению действующего на них внеш. магн. поля. В отсутствие внеш. магн. поля диамагнетики не имеют магн. момента. Диамагнетизм присущ всем в-вам, но поскольку диамагнитная восприимчивость по величине мала, его можно наблюдать экспериментально лишь у веществ, атомы (молекулы, ионы) которых не обладают собственным постоянным магн. моментом.

35. Формирование электромагнитных колебаний в колебательном контуре

Колебательный контур-осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания токанапряжения). Колебательный контур - простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания. Пусть конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения U0. Энергия, запасённая в конденсаторе составляет

e_c = \frac{cu_0^2}{2}При соединении конденсатора с катушкой индуктивности ,в цепи потечёт ток I, что вызовет в катушке электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствии потерь в индуктивности) в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в этот (начальный) момент равна нулю. Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора. В этот момент электрическая энергия колебательного контура EC = 0. Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, максимальна и равна

e_l = \frac{li_0^2}{2}, где L — индуктивность катушки, I0 — максимальное значение тока. После этого начнётся перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки не перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения − U0. В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.

^ 36.Понятие электромагнитных волн, волновое уравнение для световой волны
1   2   3   4   5   6

Похожие:

Законом инерции iconМетодические указания к лабораторной работе №2 определение момента инерции физического
Цель работы: определить момент инерции физического маятника и исследовать зависимость момента инерции от положения центра масс маятника...
Законом инерции iconОтчет По лабораторной работе № м-2 Определение момента инерции
Чему равны моменты инерции материальной точки массой m, сплошного цилиндра и диска, вычисленные относительно оси симметрии, проходящей...
Законом инерции iconЛабораторная работа №3 исследование зависимости момента инерции системы от расспределения масс
Цель работы: проверить характер зависимости момента инерции вращающейся системы от распределения в ней масс
Законом инерции iconРеспублики казахстан
Законом рк от 22. 07. 11 г. №478-iv; внесены изменения в соответствии с Законом рк от 17. 02. 12 г. №564-iv (см стар ред.); Законом...
Законом инерции iconЭту энциклопедию в полном варианте можно просмотреть на сайте
Весь текст, содержавшийся здесь защищен законом об авторских правах, и основана на информации, которая также защищена законом об...
Законом инерции iconВычисление главных центральных моментов инерции с использованием элементов программирования
При изучении технической механики приходится производить сложные, трудоемкие расчеты на прочность, жесткость и устойчивость. Облегчить...
Законом инерции icon1«Закон не может быть законом, если за ним нет силы, могущей принудить»(Джеймс Абрам Гарфилд)
Сказывание Абрама Гарфилда, президента США в 1881году, о том, что «закон не может быть законом, если за ним нет силы, могущей принудить»...
Законом инерции iconДля того чтобы сохранить положение оси вращения твердого тела с течением...
Главными осями инерции шара являются любые три взаимно перпендикулярные оси, проходящие через центр масс
Законом инерции iconВнесен Правительством Российской Федерации российская федерация федеральный закон
Органами опеки и попечительства являются также органы местного самоуправления в случае, если законом субъекта Российской Федерации...
Законом инерции icon3 динамический анализ машин и механизмов 1 задачи динамики машин
Динамика изучает движение с учетом действия сил инерции и инерционных свойств тел. В этом ее отличие от кинематики, которая занимается...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница