Шпаргалка по "Физике"

поверхностью и мениском в точке пересечения.  Величина  силы  поверхностного

натяжения на участке. Искривление поверхности  создает

избыточное давление  на  жидкость,  равное  при  известном  краевом  угле  и

радиусе  .  Коэффициент поверхностного натяжения - работа, необходимая для

изотермического увеличения площади поверхности жидкости на 1 кв.м.

Коэффициент поверхностного натяжения:

- уменьшается с повышением температуры;

- равен нулю в критической точке;

- зависит от наличия примесей  в жидкости.

При полном   смачивании   сила   поверхностного   натяжение   направлена   вдоль

поверхности тела.

 

Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона.  Закон

сохранения электрического заряда.

Ни механика, ни МКТ  не  в  состоянии  объяснить  природу  сил,  связывающих

атомы. Законы взаимодействия атомов и  молекул  можно  объяснить  на  основе

представления  об  электрических  зарядах.  <Опыт  с  натиранием   ручки   и

притяжением  бумажки>  Взаимодействие  тел,  обнаруживаемое  в  этом   опыте

называется  электромагнитным,  и  обуславливается  электрическими  зарядами.

Способность    зарядов    притягиваться    и    отталкиваться    объясняется

предположением  о  существовании  двух  видов  зарядов  –  положительному  и

отрицательному. Тела, заряженные одинаковым зарядом,  отталкиваются,  разным

– притягиваются. Единицей заряда является кулон –  заряд,  проходящий  через

поперечное сечение проводника за 1 секунду  при  силе  тока  в  1  ампер.  В

замкнутой системе, в которую не  входят  извне  электрические  заряды  и  из

которого  не  выходят  электрические  заряды   при   любых   взаимодействиях

алгебраическая  сумма   зарядов   всех   тел   постоянна.   Основной   закон

электростатики, он же закон Кулона, гласит, что модуль  силы  взаимодействия

между двумя зарядами прямо пропорционален  произведению  модулей  зарядов  и

обратно  пропорционален  квадрату  расстояния   между   ними       

       |q1||q2|

F=k —————.

                r2  . 

 Сила направлена  вдоль  прямой,  соединяющей  заряженные  тела.  Является   силой

отталкивания или притяжение, в зависимости от знака зарядов.   Постоянная  k

в выражении закона Кулона равна k=9*109 Н*м2/Кл2. . Вместо этого коэффициента

 используют т.н.  электрическую  постоянную,  связанную  с  коэффициентом  k  выражением

ε0=8,85*10-12 Кл2/(Н*м2 )откуда  k=1/4πε0 .  Взаимодействие  неподвижных  электрических

  зарядов называется электростатическим.

 

 Электрическое  поле.   Напряженность   электрического   поля.

Вокруг  каждого  заряда  на  основании  теории   близкодействия   существует

электрическое поле. Электрическое  поле  –  материальный  объект,  постоянно

существует  в  пространстве  и   способно  действовать  на  другие   заряды.

Электрическое поле  распространяется  в  пространстве  со  скоростью  света.

Физическая величина, равная отношению силы,  с  которой  электрическое  поле

действует на пробный заряд (точечный положительный малый заряд, не  влияющий

на конфигурацию поля), к значению этого  заряда,  называется  напряженностью

электрического поля .

 

 Напряжение. Электроемкость. Конденсаторы.

Отношение работы, совершаемой  любым  электрическим  полем  при  перемещении

положительного заряда из одной  точки  поля  в  другую,  к  значению  заряда

называется напряжением между этими точкам 

В электростатическом  поле  напряжение  между  двумя  любыми   точками   равно

разности потенциалов между  этими  точками. Единица  напряжения  (и

разности потенциалов)  называется  вольтом, В .  1  вольт  равен  такому

напряжению, при котором поле совершает работу  в  1  джоуль  по  перемещению

заряда в 1 кулон. работа  по  перемещению  заряда  равна

произведению силы на перемещение

Единицей напряженности электрического поля является вольт на метр (в/м).

Конденсатор – система из двух проводников,  разделенных  слоем  диэлектрика,

толщина  которого  мала  по  сравнению  с   размерами   проводников.   Между

пластинами  напряженность  поля  равна  удвоенной  напряженности  каждой  из

пластин, вне пластин она равна нулю. Физическая величина,  равная  отношению

заряда  одной  из  пластин  к   напряжению   между   обкладками   называется

электроемкостью  конденсатора  ,

где   — электрическая постоянная,   — диэлектрическая постоянная среды, 

 — площадь обкладки конденсатора,   — рас-стояние между обкладками

Единица   электроемкости   –   фарад,

электроемкость  прямо  пропорциональна  площади  обкладок  и   обратно

пропорциональна  расстоянию  между  ними.  При  введении  между   пластинами

диэлектрика, его электроемкость повышается

 

Электрический  ток.  Сила  тока.  Условия  существования  электрического

тока.

Электрическим  током   называется   упорядоченное   движение   электрических

зарядов.  За  направление  тока  принято  движение  положительных   зарядов.

Электрические   заряды   могут   упорядоченно   двигаться   под    действием

электрического  поля.  Поэтому  достаточным  условием   существования   тока

является наличие поля  и  свободных  носителей  заряда.  Электрическое  поле

может  быть  создано  двумя  соединенными  разноименно  заряженными  телами.

Отношение заряда (q, переносимого через  поперечное  сечение  проводника  за

интервал времени (t к этому интервалу  называется  силой  тока     .  Если

сила тока со временем не изменяется, то  ток  называется  постоянным.  Чтобы

ток существовал проводнике в течение длительного времени, необходимо,  чтобы

условия, вызывающие ток,  были  неизменными

  Силы,  вызывающие  перемещение  заряда  внутри  источника  тока,

называются сторонним силами. В гальваническом элементе

ими являются силы химической реакции, в машине постоянного  тока  –

сила Лоренца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон Ома  для  участка  цепи.  Сопротивление  проводников.  Зависимость

сопротивления     проводников     от     температуры.     Сверхпроводимость.

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Отношение напряжения между концами участка электрической цепи  к  силе  тока

есть  величина  постоянная,  и  называется  сопротивлением

Единица сопротивления Ом, сопротивлением в 1 ом обладает  такой  участок  цепи,  в

котором при силе тока 1  ампер  напряжение  равно  1  вольту.  Сопротивление

прямо пропорционально длине и обратно  пропорционально  площади  поперечного

сечения При   нагревании удельное сопротивление металлов увеличивается.

При близких  к  абсолютному  нулю температурах  сопротивление  веществ  резко 

падает  до  нуля.  Это  явление называется   сверхпроводимостью. 

 Прохождение   тока   в    сверхпроводящих материалах происходит без потерь на

нагревание проводника.

Законом   Ома   для   участка   цепи   называют   уравнение 

 или UR=RI.

В этом случае UR=RI – называют напряжением или падением напряжения на

резисторе R, а   – током в резисторе R.

При расчете электрических цепей иногда удобнее пользоваться не сопротивлением R,

а величиной обратной сопротивлению, т.е. электрической проводимостью: .

В этом случае закон Ома для участка цепи запишется в виде: I=Ug.

 При последовательном  соединении  проводников  сила  тока  одинакова   во   всех

проводниках, а напряжение на концах цепи  равно  сумме  напряжений  на  всех

последовательно  включенных   проводниках.  При   последовательном

соединении  проводников  общее  сопротивление  равно   сумме   сопротивлений

составляющих. При  параллельном  соединении  напряжение  на  концах  каждого

участка цепи одинаково,  а  сила  тока  разветвляется  на  отдельные  части.

При параллельном подключении  проводников  величина,  обратная

общему сопротивлению  равна  сумме  величин,  обратных  сопротивлениям  всех

параллельно включенных проводников.

 

Работа и мощность тока.  Электродвижущая  сила.  Закон  Ома  для  полной

цепи.

Работу сил  электрического  поля,  создающего  электрический  ток,  называют

работой тока. Работа А тока на участке с сопротивлением R за

 время (t  равна (Дж)

 . Мощность  электрического  тока  равна  отношению  работы  ко  времени

совершения, (Вт). Работа выражается, как обычно, в  джоулях,  мощность

– в ваттах. Если на  участке  цепи  под  действием  электрического  поля  не

совершается работа и не происходят химические реакции, то работа приводит  к

нагреванию  проводника.  - Закон  Ома  для  полной цепи.

Отношение  работы внешних  сил  к  переносимому  заряду   называется   электродвижущей  

Силой источника  Сила тока в  электрической  цепи  прямо

пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

 

Полупроводники. Электропроводимость полупроводников и ее зависимость  от

температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников.

Многие вещества не проводят ток так хорошо, как металлы, но в  то  же  время

не являются диэлектриками. Одним из отличий полупроводников –  то,  что  при

нагревании или освещении  их  удельное  сопротивление  не  увеличивается,  а

уменьшается.  Но  главным  их  практически  применимым  свойством  оказалась

односторонняя проводимость. Вследствие неравномерного распределения  энергии

теплового движения в кристалле полупроводника некоторые атомы  ионизируются.

Освободившиеся электроны не могут быть захвачены окружающими  атомами,  т.к.

их валентные связи насыщены. Эти свободные электроны  могут  перемещаться  в

металле, создавая электронный ток проводимости.  В  то  же  время,  атом,  с

оболочки  которого   вырвался   электрон,   становится   ионом.   Этот   ион

нейтрализуется  за  счет  захвата  атома   соседа.   В   результате   такого

хаотического перемещения возникает перемещение места  с  недостающим  ионом,

что внешне видно  как  перемещение  положительного  заряда.  Это  называется

дырочным током проводимости. В  идеальном  полупроводниковом  кристалле  ток

создается перемещением равного  количества  свободных  электронов  и  дырок.

Такой тип проводимости называется собственной проводимостью.  При  понижении

температуры  количество  свободных  электронов,   пропорциональное   средней

энергии атомов, падает и полупроводник становится  похож  на  диэлектрик.  В

полупроводник  для  улучшения  проводимости  иногда   добавляются   примеси,

которые бывают донорные (увеличивают число электронов без  увеличения  числа

дырок)  и  акцепторные  (увеличивают  число  дырок  без   увеличения   числа

электронов). Полупроводники, где количество электронов превышает  количество

дырок, называются электронными  полупроводниками,  или  полупроводниками  n-

типа. Полупроводники, где количество дырок превышает количество  электронов,

называются дырочными полупроводниками, или полупроводниками р-типа.

 

Полупроводниковый диод. Транзистор.