"Algemene natuurkunde. Elektromagnetisme" - cursus 2800 wrijven. van MSU, training 15 weken. (4 maanden), Datum: 5 december 2023.
Gemengde Berichten / / December 08, 2023
Lezing 1. Elektromagnetische interactie en zijn plaats tussen andere interacties in de natuur. Ontwikkeling van de fysica van elektriciteit in de werken van M.V. Lomonosov. Elektrische lading. Microscopische ladingsdragers. Millikans ervaring. Wet van behoud van elektrische lading. Elektrostatica. De wet van Coulomb en de veldinterpretatie ervan. Elektrische veldsterktevector. Het principe van superpositie van elektrische velden.
Lezing 1. Vectorflux van elektrische veldsterkte. Elektrostatische stelling van Ostrogradsky-Gauss, de weergave ervan in differentiële vorm. Elektrostatisch veldpotentiaal. Potentieel. Normalisatie van potentieel. Verband tussen de vector van elektrostatische veldsterkte en potentieel. Werk van elektrostatische veldkrachten. Potentieel van het laadsysteem.
Lezing 3. Circulatie van de elektrische veldsterktevector. De circulatiestelling, de weergave ervan in differentiële vorm. Poisson- en Laplace-vergelijkingen. Elektrische dipool. Potentieel en veldsterkte van een dipool.
Lezing 4. Geleiders in een elektrostatisch veld. Elektrostatische inductie. Veldsterkte aan het oppervlak en in de geleider. Verdeling van lading over het oppervlak van een geleider. Elektrostatische bescherming. Verband tussen lading en potentiaal van een geleider. Elektrisch vermogen. Condensatoren. Capaciteit van platte, bolvormige en cilindrische condensatoren. Een geleidende bal in een uniform elektrostatisch veld.
Lezing 5. Diëlektrica. Vrije en gebonden kosten. Polarisatievector. Verband tussen de polarisatievector en gebonden ladingen. Vector van elektrische inductie in een diëlektricum. Diëlektrische gevoeligheid en diëlektrische constante en stoffen. Materiaalvergelijking voor elektrische veldvectoren. Stelling van Ostrogradsky-Gauss voor diëlektrica. Zijn differentiële vorm. Randvoorwaarden voor spanningsvectoren en elektrische inductie. Diëlektrische bal in een uniform elektrisch veld.
Lezing 6. Energie van een systeem van elektrische ladingen. Interactie-energie en zelf-energie. Elektrostatische veldenergie en de volumetrische dichtheid ervan. Energie van een elektrische dipool in een extern veld. Ponderomotorische krachten in een elektrisch veld en methoden voor hun berekeningen. Relatie tussen ponderomotorische krachten en de energie van het ladingssysteem.
Lezing 7. Elektronische theorie van polarisatie van diëlektrica. Lokaal veld. Niet-polaire diëlektrica. Clausius-Mossotti-formule. Polaire diëlektrica. Langevin-functie. Polarisatie van ionische kristallen. Elektrische eigenschappen van kristallen. Pyro-elektriciteit. Piëzo-elektriciteit. Direct en omgekeerd piëzo-elektrisch effect en hun toepassing. Ferro-elektriciteit. Domeinstructuur van ferro-elektriciteit. Hysterese. Curie-punt. Toepassing van ferro-elektriciteit.
Lezing 8. Constante elektrische stroom. Huidige sterkte en dichtheid. Huidige lijnen. Elektrisch veld in een stroomvoerende geleider en zijn bronnen. Continuïteit vergelijking. Voorwaarde dat de stroom stationair is. Elektrische spanning. De wet van Ohm voor een deel van een circuit. Elektrische weerstand. De wet van Ohm in differentiële vorm. Specifieke elektrische geleidbaarheid van een stof.
Lezing 9. Stromingen in continue media. Aarding. DC-werking en voeding. De wet van Joule-Lenz en zijn differentiële vorm. Krachten van buitenaf. Elektromotorische kracht. De wet van Ohm voor een gesloten circuit. Vertakte ketens. De regels van Kirchhoff. Voorbeelden van hun toepassing.
Lezing 10. Magnetostatica. Interactie van stromingen. Huidig onderdeel. De Biot-Savart-Laplace-wet en de veldinterpretatie ervan. Magnetische veldinductievector. Het effect van een magnetisch veld op een stroom. De wet van Ampère. Stelling over de circulatie van de magnetische veldinductievector. Differentiële vorm van de circulatiestelling. Vortex-aard van het magnetische veld. De vergelijking is div B = 0. Het concept van vectorpotentieel. Relativistische aard van magnetische interacties.
Lezing 11. Elementaire stroom en zijn magnetisch moment. Magnetisch veld van een elementaire stroom. Elementaire stroom in een magnetisch veld. Magnetisch veld van een bewegende lading. Interactie van bewegende ladingen. Lorentz-kracht. Hall-effect.
Lezing 12. Magnetische inductievectorflux (magnetische flux). Zelfinductiecoëfficiënt (inductantie). De coëfficiënt van wederzijdse inductie van twee circuits. Potentiële huidige functie. Krachten die inwerken op een stroomvoerend circuit. Interactie van twee circuits met stroom.
Lezing 13. Elektromagnetische inductie. De wet van Faraday van elektromagnetische inductie en zijn differentiële vorm. De regel van Lenz. Inductiemethoden voor het meten van magnetische velden. Toki Fuko. Het fenomeen van zelfinductie. Extra stromen van sluiten en breken. Magnetische energie van stroom. Magnetische energie van een systeem van stroomcircuits. Magnetische veldenergie en de volumetrische dichtheid ervan.
Lezing 14. Magnetisme. Het concept van moleculaire stromen. De magnetisatievector van een stof en zijn verband met moleculaire stromen. Magnetische veldsterktevector. Magnetische permeabiliteit en magnetische gevoeligheid van een stof. Materiaalvergelijking voor magnetische veldvectoren. Randvoorwaarden voor vectoren van magnetische veldsterkte en inductie. Magnetische bescherming. De invloed van de vorm van een magneet op zijn magnetisatie.
Lezing 15. Classificatie van magnetische materialen. Diamagneten, paramagneten en ferromagneten. Klassieke beschrijving van diamagnetisme. Precessie van Larmor. Paramagnetisme. Langevins theorie. Microscopische dragers van magnetisme. Magneto-mechanisch experiment van Einstein-de-Haas. Het mechanomagnetische experiment van Barnett. Gyromagnetische verhouding.
Lezing 16. Ferromagneten. Spontane magnetisatie en Curietemperatuur. Domeinstructuur. Magnetisatiehysteresis, Stoletov-curve. Residuele inductie en dwangkracht. Temperatuurafhankelijkheid van magnetisatie. Krachten die op magneten inwerken in een magnetisch veld.
Lezing 17. Quasi-stationaire stromen. Voorwaarden voor quasi-stationariteit. Transiënte processen in RC- en LC-circuits. Elektromagnetische trillingen. Oscillerend circuit. Natuurlijke trillingen in een circuit. Vergelijking van harmonische trillingen. Energie opgeslagen in het circuit. Gedempte trillingen. Verzwakkingsindex. Ontspanningstijd. Logaritmische dempingsafname. Contourkwaliteitsfactor. Oscillaties in gekoppelde circuits. Gedeeltelijke oscillaties en hun frequenties. Normale trillingen (modi).
Lezing 18. Geforceerde oscillaties in het circuit. Het proces van het tot stand brengen van geforceerde oscillaties. Wisselende sinusoïdale stroom. Actieve, capacitieve en inductieve weerstand. Impedantie. De wet van Ohm voor wisselstroomcircuits. Vectordiagrammethode en complexe amplitudemethode.
Lezing 19. Resonantie van spanning. Spanningen en stromen bij resonantie. Breedte van de resonantiecurve. Resonantie van stromingen. De regels van Kirchhoff voor wisselstroomcircuits. AC-werking en stroom. Effectieve waarden van stroom en spanning.
Lezing 20. Technische toepassing van wisselstromen. Generatoren en elektromotoren. Driefasige stroom. Het verkrijgen en gebruiken van een roterend magnetisch veld. Ster- en deltaverbinding van wikkelingen. Fase- en lijnspanningen. Transformator. Werkingsprincipe, apparaat, toepassing. Transformatiecoëfficiënt. De rol van de kern.
Lezing 21. Hoogfrequente stromen. Huid effect. Dikte van de huidlaag. Maxwell's systeem van vergelijkingen als een generalisatie van experimentele gegevens. Geleidingsstroom en verplaatsingsstroom. Onderlinge transformaties van elektrische en magnetische velden. Elektromagnetische golven. Golfvergelijking. Umov-Poynting-vector. De voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven.
Lezing 22. Klassieke theorie van elektronische geleidbaarheid Drude – Lorentz. De ervaring van Tolman en Stewart. De wetten van Ohm, Joule-Lenz en Wiedemann-Franz. Beperkingen van de klassieke elektronische theorie. Het concept van de bandtheorie van vaste stoffen. Energieniveaus en de vorming van energiezones. Pauli's principe. Fermi-Dirac-statistieken. Kenmerken van de bandstructuur van diëlektrica, halfgeleiders en metalen. Verklaring van de geleidbaarheid van vaste stoffen met behulp van bandentheorie.
Lezing 23. Halfgeleiders. Intrinsieke geleidbaarheid en onzuiverheidsgeleiding van halfgeleiders. P- en n-type halfgeleiders, pn-overgang. Toepassingen van halfgeleiders: halfgeleiderdiodes, transistors, fotodiodes, fotoweerstanden. Contactverschijnselen. Contactpotentieel verschil. Thermo-elektriciteit. Thermomotorische kracht. Thermokoppels. Peltier-effect. Thomson-fenomeen. Supergeleiding. Basiseigenschappen van supergeleiders. Magnetische inductie in een supergeleider. Meissner-effect. Kritisch veld. Supergeleiding bij hoge temperaturen. Toepassing van supergeleiders.
Cursus "Stoomturbines van kerncentrales. Deel 1. Theory of Thermal Process" is bedoeld om systematische kennis te verkrijgen over het werkingsprincipe, de structuur en de theorie van het thermische proces meertrapsstoomturbines van verzadigde stoom van kerncentrales en de vorming van vaardigheden en capaciteiten om standaard thermische berekeningen van turbines uit te voeren stappen.
4,2