Материал: Электричество и магнетизм. Колебания . курс лекций для студентов всех специальностей. Головинский П.А., Преображенский М.А

Скачать файл

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

П. А. Головинский, М. А. Преображенский, Ю. С. Золототрубов

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ. КОЛЕБАНИЯ

Курс лекций

2-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом

Воронежского государственного архитектурно-строительного университета для студентов всех специальностей

Воронеж 2009

УДК 537(07)

ББК 22.333 я 7 Г611

Рецензенты:

кафедра экспериментальной физики Воронежского государственного университета;

А. Ф. Клинских, доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры физики Воронежского аграрного университета

Головинский, П. А.

Г611 Электричество и магнетизм. Колебания : курс лекций для студ. всех спец. / П. А. Головинский, М. А. Преображенский, Ю. С. Золототрубов ; Воронеж. гос. арх-строит. ун-т. — 2-е изд., перераб. и доп. — Воронеж, 2009. — 102 с.

ISBN 978-5-89040-259-2

Изложены основные законы электростатики, постоянного и квазистационарных токов, магнетизма и основы теории колебаний. Приведены примеры их применения к решению конкретных задач. Учебное пособие содержит теоретический материал, контрольные вопросы и упражнения. Объем материала и его разбиение по главам соответствует учебным планам строительных специальностей технических университетов.

Ил. 72. Библиогр.: 8 назв.

УДК 537(07) ББК 22.333 я 7

ISBN 978-5-89040-259-2	© Головинский П.А.,
	Преображенский М.А.,
	Золототрубов Ю.С., 2009
	© Воронежский государственный
	архитектурно-строительный
	университет, 2009

О Г Л А В Л Е Н И Е

Предисловие ...............................................................................................................	6
Обозначения физических величин ........................................................................	7
Введение ......................................................................................................................	8
Раздел I. Электричество и магнетизм .................................................................	10
Глава 1. Электростатическое поле ......................................................................	10
Закон Кулона ...........................................................................................................................	10
Принцип суперпозиции ..........................................................................................................	10
Напряженность электрического поля ...................................................................................	11
Теорема Остроградского-Гаусса ...........................................................................................	12
Теорема Ирншоу .....................................................................................................................	14
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	15
Глава 2. Электрическое поле внутри диэлектрика..........................................	15
Полярные и неполярные диэлектрики ..................................................................................	15
Поляризация диэлектриков....................................................................................................	16
Относительная диэлектрическая проницаемость ................................................................	17
Нормальная составляющая поля на границе раздела диэлектриков .................................	18
Поле равномерно заряженной нити ......................................................................................	19
Поле равномерно заряженного шара ....................................................................................	19
Поле внутри плоского конденсатора ....................................................................................	20
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	21
Глава 3. Потенциал и энергия электрического поля.......................................	21
Циркуляция вектора напряженности электрического поля по замкнутому контуру ......	21
Тангенциальная составляющая поля на границе раздела диэлектриков...........................	22
Связь между напряженностью и потенциалом ....................................................................	22
Потенциал поля точечного заряда.........................................................................................	23
Энергия диполя во внешнем однородном поле ...................................................................	24
Проводник в электрическом поле .........................................................................................	25
Электроемкость уединенного проводника ...........................................................................	25
Электроемкость конденсатора...............................................................................................	25
Энергия системы зарядов.......................................................................................................	26
Плотность энергии электростатического поля ....................................................................	26
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	27
Глава 4. Законы постоянного тока ......................................................................	27
Плотность тока, сила тока......................................................................................................	28
Уравнение непрерывности для постоянного тока ...............................................................	28
Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной форме ....................................	29
Сопротивление проводника ...................................................................................................	29
Закон Ома для однородного участка цепи в дифференциальной форме ..........................	30
Закон Ома для неоднородного участка цепи в дифференциальной форме ......................	30
Правила Кирхгофа ..................................................................................................................	31
Закон Джоуля-Ленца ..............................................................................................................	33
Квазистационарные токи. Зарядка и разрядка конденсатора.............................................	33
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	35

Глава 5. Магнитное поле в вакууме ....................................................................	35
Сила Лоренца..........................................................................................................................	36
Относительный характер электрических и магнитных компонент поля..........................	36
Принцип суперпозиции магнитных полей ..........................................................................	36
Закон Био-Савара-Лапласа ....................................................................................................	37
Магнитное поле бесконечного прямолинейного проводника с током .............................	37
Индукция магнитного поля на оси кругового витка с током.............................................	38
Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля ......................................................	39
Закон полного тока.................................................................................................................	40
Магнитное поле соленоида ...................................................................................................	41
Контрольные вопросы и упражнения...................................................................................	41
Глава 6. Сила Ампера.............................................................................................	42
Закон Ампера ..........................................................................................................................	42
Работа силы Ампера. Магнитный поток..............................................................................	43
Магнитный момент ................................................................................................................	44
Энергия катушки с током ......................................................................................................	45
Плотность энергии магнитного поля ...................................................................................	45
Контрольные вопросы и упражнения...................................................................................	46
Глава 7. Магнитное поле в веществе ..................................................................	46
Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля в веществе ..................................	46
Относительная магнитная проницаемость. Диамагнетики и парамагнетики ..................	47
Условия на границе раздела магнетиков .............................................................................	47
Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис............................................................................	49
Доменная структура ферромагнетиков ................................................................................	50
Контрольные вопросы и упражнения...................................................................................	50
Глава 8. Электромагнитная индукция ...............................................................	51
Электродвижущая сила индукции ........................................................................................	51
Связь ЭДС с силой Лоренца..................................................................................................	51
Вихревые токи ........................................................................................................................	52
Взаимная индукция. Коэффициент взаимной индукции ...................................................	53
Самоиндукция. Коэффициент самоиндукции .....................................................................	53
Ток размыкания цепи .............................................................................................................	54
Ток замыкания цепи ...............................................................................................................	55
Контрольные вопросы и упражнения...................................................................................	55
Глава 9. Уравнения Максвелла............................................................................	56
Физический смысл уравнений Максвелла в интегральной форме....................................	56
Ток смещения .........................................................................................................................	56
Скорость электромагнитной волны......................................................................................	58
Поток вектора через бесконечно малую поверхность ........................................................	59
Циркуляция вектора по бесконечно малому контуру ........................................................	60
Уравнения Максвелла в дифференциальной форме ...........................................................	61
Контрольные вопросы и упражнения...................................................................................	62
Раздел II. Колебания ...............................................................................................	62
Глава 10. Гармонические колебания...................................................................	62
Колебания................................................................................................................................	62
Пружинный маятник. Дифференциальное уравнение
гармонических колебаний и его решение............................................................................	63

Физический и математический маятники ............................................................................	64
Малые колебания в окрестности положения устойчивого равновесия.............................	65
Идеальный электрический колебательный контур .............................................................	66
Энергия гармонического осциллятора .................................................................................	67
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	68
Глава 11. Сложение гармонических колебаний
и векторные диаграммы ........................................................................................	69
Сложение колебаний ..............................................................................................................	69
Векторная амплитуда .............................................................................................................	69
Сложение гармонических колебаний одинаковой частоты и направления......................	70
Биения ......................................................................................................................................	70
Комплексное представление гармонических колебаний ....................................................	71
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одинаковой частоты..........................	73
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
с разными частотами. Фигуры Лиссажу...............................................................................	74
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	75
Глава 12. Затухающие колебания ........................................................................	76
Дифференциальное уравнение
затухающих механических колебаний и его решение ........................................................	76
Энергия затухающего осциллятора ......................................................................................	78
Добротность осциллятора с затуханием...............................................................................	79
Затухающие колебания в электрическом контуре...............................................................	80
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	81
Глава 13. Вынужденные колебания. Резонанс ..................................................	81
Вынужденные электрические колебания .............................................................................	81
Резонанс напряжений .............................................................................................................	83
Мощность, выделяющаяся в цепи переменного тока .........................................................	84
Вынужденные механические колебания ..............................................................................	84
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	86
Глава 14. Связанные колебания. Нелинейные колебания .............................	86
Осцилляторы, связанные упругими силами.........................................................................	86
Нормальные переменные, нормальные частоты .................................................................	87
Нелинейные колебания физического маятника...................................................................	89
Период нелинейных колебаний.............................................................................................	91
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	91
Глава 15. Фазовые траектории. Автоколебания ..............................................	92
Фазовое пространство. Фазовая траектория ........................................................................	92
Фазовые траектории гармонических и затухающих колебаний ........................................	92
Фазовая траектория нелинейных колебаний........................................................................	94
Автоколебания. Часы .............................................................................................................	94
Контрольные вопросы и упражнения ...................................................................................	97
Заключение...............................................................................................................	97
Библиографический список рекомендуемой литературы ..............................	98
Алфавитный указатель..........................................................................................	99

Источник: https://studfile.net/preview/16565976/

Смотрите также:

ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!Контрольная работа (задание)
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей
'Новая экономика': российская специфика
'Свадьба'. Керамика
"Волонтерство и его роль в системе социокультурных институтов"
"Проблема обеззараживания рук медицинского персонала"