"Generell fysikk. Elektromagnetisme" - kurs 2800 gni. fra MSU, trening 15 uker. (4 måneder), dato: 5. desember 2023.
Miscellanea / / December 08, 2023
Forelesning 1. Elektromagnetisk interaksjon og dens plass blant andre interaksjoner i naturen. Utvikling av elektrisitetsfysikk i verkene til M.V. Lomonosov. Elektrisk ladning. Mikroskopiske ladningsbærere. Millikans erfaring. Loven om bevaring av elektrisk ladning. Elektrostatikk. Coulombs lov og dens felttolkning. Vektor for elektrisk feltstyrke. Prinsippet for superposisjon av elektriske felt.
Forelesning 1. Vektorfluks for elektrisk feltstyrke. Ostrogradsky – Gauss elektrostatiske teorem, dens representasjon i differensialform. Elektrostatisk feltpotensial. Potensiell. Normalisering av potensial. Forholdet mellom vektoren for elektrostatisk feltstyrke og potensial. Arbeid av elektrostatiske feltkrefter. Ladesystempotensial.
Forelesning 3. Sirkulasjon av vektoren for elektrisk feltstyrke. Sirkulasjonsteoremet, dets representasjon i differensialform. Poisson og Laplace ligninger. Elektrisk dipol. Potensial og feltstyrke til en dipol.
Forelesning 4. Ledere i et elektrostatisk felt. Elektrostatisk induksjon. Feltstyrke ved overflaten og inne i lederen. Fordeling av ladning over overflaten av en leder. Elektrostatisk beskyttelse. Forholdet mellom ladning og potensial til en leder. Elektrisk kapasitet. Kondensatorer. Kapasitet til flate, sfæriske og sylindriske kondensatorer. En ledende ball i et jevnt elektrostatisk felt.
Forelesning 5. Dielektrikk. Gratis og bundne kostnader. Polarisasjonsvektor. Forholdet mellom polarisasjonsvektoren og bundne ladninger. Vektor av elektrisk induksjon i et dielektrikum. Dielektrisk følsomhet og dielektrisk konstant og stoffer. Materialligning for elektriske feltvektorer. Ostrogradsky-Gauss teorem for dielektrikk. Dens differensielle form. Grensebetingelser for spenningsvektorer og elektrisk induksjon. Dielektrisk ball i et jevnt elektrisk felt.
Forelesning 6. Energi til et system av elektriske ladninger. Interaksjonsenergi og egenenergi. Elektrostatisk feltenergi og dens volumetriske tetthet. Energi til en elektrisk dipol i et eksternt felt. Ponderomotive krefter i et elektrisk felt og metoder for deres beregninger. Forholdet mellom tenkelige krefter og energien til ladningssystemet.
Forelesning 7. Elektronisk teori om polarisering av dielektrikum. Lokalt felt. Ikke-polare dielektriske stoffer. Clausius-Mossotti-formelen. Polar dielektrikk. Langevin funksjon. Polarisering av ioniske krystaller. Elektriske egenskaper til krystaller. Pyroelektrikk. Piezoelektrikk. Direkte og omvendt piezoelektrisk effekt og deres anvendelse. Ferroelektrikk. Domenestruktur for ferroelektrikk. Hysterese. Curie poeng. Anvendelse av ferroelektrikk.
Forelesning 8. Konstant elektrisk strøm. Strømstyrke og tetthet. Gjeldende linjer. Elektrisk felt i en strømførende leder og dens kilder. Kontinuitetsligning. Forutsetning for at strømmen skal være stasjonær. Elektrisk spenning. Ohms lov for en del av en krets. Elektrisk motstand. Ohms lov i differensiell form. Spesifikk elektrisk ledningsevne til et stoff.
Forelesning 9. Strøm i kontinuerlige medier. Jording. DC-drift og strøm. Joule – Lenz-loven og dens differensielle form. Ytre styrker. Elektromotorisk kraft. Ohms lov for en lukket krets. Forgrenede kjeder. Kirchhoffs regler. Eksempler på deres anvendelse.
Forelesning 10. Magnetostatikk. Samspill mellom strømmer. Nåværende element. Biot-Savart-Laplace-loven og dens felttolkning. Magnetfeltinduksjonsvektor. Effekten av et magnetfelt på en strøm. Amperes lov. Teorem om sirkulasjonen til magnetfeltinduksjonsvektoren. Differensialform av sirkulasjonssetningen. Vortex-naturen til magnetfeltet. Ligningen er div B = 0. Konseptet med vektorpotensial. Relativistisk natur av magnetiske interaksjoner.
Forelesning 11. Elementærstrøm og dens magnetiske moment. Magnetisk felt til en elementær strøm. Elementærstrøm i et magnetfelt. Magnetisk felt av en bevegelig ladning. Samspill mellom bevegelige ladninger. Lorentz kraft. Hall effekt.
Forelesning 12. Magnetisk induksjonsvektorfluks (magnetisk fluks). Selvinduktans koeffisient (induktans). Koeffisienten for gjensidig induksjon av to kretser. Potensiell strømfunksjon. Krefter som virker på en strømførende krets. Samspill mellom to kretser med strøm.
Forelesning 13. Elektromagnetisk induksjon. Faradays lov om elektromagnetisk induksjon og dens differensielle form. Lenz sin regel. Induksjonsmetoder for måling av magnetiske felt. Toki Fuko. Fenomenet selvinduksjon. Ekstra strømmer av lukking og brudd. Magnetisk energi av strømmen. Magnetisk energi til et system av strømkretser. Magnetisk feltenergi og dens volumetriske tetthet.
Forelesning 14. Magnetikk. Konseptet med molekylære strømmer. Magnetiseringsvektoren til et stoff og dets forbindelse med molekylære strømmer. Magnetisk feltstyrkevektor. Magnetisk permeabilitet og magnetisk følsomhet for et stoff. Materialligning for magnetfeltvektorer. Grensebetingelser for vektorer for magnetisk feltstyrke og induksjon. Magnetisk beskyttelse. Påvirkningen av formen til en magnet på magnetiseringen.
Forelesning 15. Klassifisering av magnetiske materialer. Diamagneter, paramagneter og ferromagneter. Klassisk beskrivelse av diamagnetisme. Larmor-presesjon. Paramagnetisme. Langevins teori. Mikroskopiske bærere av magnetisme. Magneto-mekanisk eksperiment av Einstein-de-Haas. Barnetts mekanomagnetiske eksperiment. Gyromagnetisk forhold.
Forelesning 16. Ferromagneter. Spontan magnetisering og Curie temperatur. Domenestruktur. Magnetiseringshysterese, Stoletov-kurve. Residual induksjon og tvangskraft. Temperaturavhengighet av magnetisering. Krefter som virker på magneter i et magnetfelt.
Forelesning 17. Kvasistasjonære strømmer. Forutsetninger for kvasi-stasjonaritet. Forbigående prosesser i RC- og LC-kretser. Elektromagnetiske vibrasjoner. Oscillerende krets. Naturlige vibrasjoner i en krets. Ligning av harmoniske vibrasjoner. Energi lagret i kretsen. Dempede svingninger. Dempningsindeks. Avslappingstid. Logaritmisk dempingsreduksjon. Konturkvalitetsfaktor. Oscillasjoner i koblede kretser. Partielle oscillasjoner og deres frekvenser. Normale vibrasjoner (modi).
Forelesning 18. Tvangssvingninger i kretsen. Prosessen med å etablere tvangssvingninger. Sinusformet vekselstrøm. Aktiv, kapasitiv og induktiv motstand. Impedans. Ohms lov for vekselstrømkretser. Vektordiagrammetode og kompleks amplitudemetode.
Forelesning 19. Spenningsresonans. Spenninger og strømmer ved resonans. Bredde på resonanskurven. Resonans av strømmer. Kirchhoffs regler for vekselstrømkretser. AC-drift og strøm. Effektive verdier for strøm og spenning.
Forelesning 20. Teknisk anvendelse av vekselstrøm. Generatorer og elektriske motorer. Tre-fase strøm. Oppnå og bruke et roterende magnetfelt. Stjerne- og deltakobling av viklinger. Fase- og linjespenninger. Transformator. Driftsprinsipp, enhet, applikasjon. Transformasjonskoeffisient. Kjernens rolle.
Forelesning 21. Høyfrekvente strømmer. Hudeffekt. Hudlagets tykkelse. Maxwells ligningssystem som en generalisering av eksperimentelle data. Ledningsstrøm og forskyvningsstrøm. Gjensidige transformasjoner av elektriske og magnetiske felt. Elektromagnetiske bølger. Bølgeligning. Umov-Poynting vektor. Forplantningshastigheten til elektromagnetiske bølger.
Forelesning 22. Klassisk teori om elektronisk ledningsevne Drude – Lorentz. Erfaring fra Tolman og Stewart. Ohms, Joule-Lenz og Wiedemann-Franz lover. Begrensninger ved klassisk elektronisk teori. Konseptet med båndteori om faste stoffer. Energinivåer og dannelsen av energisoner. Paulis prinsipp. Fermi–Dirac-statistikk. Funksjoner av båndstrukturen til dielektriske, halvledere og metaller. Forklaring av ledningsevnen til faste stoffer ved hjelp av båndteori.
Forelesning 23. Halvledere. Iboende og urenhetsledningsevne til halvledere. P- og n-type halvledere, pn-overgang. Anvendelser av halvledere: halvlederdioder, transistorer, fotodioder, fotomotstander. Kontaktfenomener. Kontaktpotensialforskjell. Termoelektrisitet. Termomotiv kraft. Termoelementer. Peltier-effekt. Thomson-fenomen. Superledningsevne. Grunnleggende egenskaper til superledere. Magnetisk induksjon inne i en superleder. Meissner-effekt. Kritisk felt. Høy temperatur superledning. Anvendelse av superledere.
Kurs "Kjernekraftverks dampturbiner. Del 1. Theory of Thermal Process" er ment å oppnå systematisk kunnskap om prinsippet om operasjon, struktur og teori for den termiske prosessen flertrinns dampturbiner av mettet damp fra kjernekraftverk og dannelse av ferdigheter og evner til å utføre standard termiske beregninger av turbin trinn.
4,2