Раздел 3. Электродинамика

Студент должен:

знать:

· закон сохранения заряда;

· закон Кулона;

· физический смысл напряженности, потенциала и напряжения, емкости;

· электрические свойства проводников и диэлектриков;

· сущность поляризации диэлектриков;

· действие электрического поля на проводники и диэлектрики;

· условия, необходимые для существования постоянного тока;

· физический смысл ЭДС;

· закон Ома для участка цепи и для полной цепи;

· закон Джоуля – Ленца;

· принцип работы приборов, использующих тепловое действие электрического тока;

· определение и свойства магнитного поля;

· физическую сущность магнитной индукции; силы Лоренца;

· закон Ампера;

· действие магнитного поля на рамку с током;

· классификацию веществ по их магнитным свойствам;

· физическую природу ферромагнетиков;

· основные положения электромагнитной теории Максвелла;

· закон электромагнитной индукции;

· возникновение ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле;

· относительный характер электрического и магнитного полей;

· физическую сущность солнечной активности;

уметь:

· формулировать понятие электромагнитного поля и его частных проявлений – электрического и магнитного полей;

· изображать графически электрические поля заряженных тел, поверхности равного потенциала;

· решать задачи: на применение закона сохранения заряда и закона Кулона, принципа суперпозиции полей, на движение и равновесие заряженных частиц в электрическом поле; на расчет напряженности, потенциала, напряжения, работы электрического поля, электрической емкости, энергии электрического поля.

· производить расчет электрических цепей при различных способах соединения потребителей и источников электрического тока;

· решать задачи на определение силы и плотности тока с использованием законов Ома для участка цепи и для полной цепи, на определение эквивалентного сопротивления для различных способов соединений, с использованием формул зависимости сопротивления проводника от температуры, геометрических размеров и материала проводника, формул работы и мощности электрического тока.

· графически изображать магнитные поля прямого проводника с током, кругового тока, соленоида, постоянного магнита;

· определять магнитные полюса соленоида; направление линий магнитной индукции; направление силы, действующей на проводник в магнитном поле;

· решать задачи на расчет силы Ампера, магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента, силы Лоренца, работы при перемещении проводника с током в магнитном поле.

· определять направления индуктивного тока, используя правило Ленца;

· решать задачи, используя закон электромагнитной индукции;

· решать задачи на расчет ЭДС самоиндукции, энергии магнитного поля.

Понятие об электромагнитном поле и его частных проявлениях. Материальность электромагнитного поля.

Явление электризации тел. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона. Электрическая постоянная.

Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных зарядов. Графическое изображение полей точечных зарядов.

Работа по перемещению заряда, совершаемая силами электрического поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость среды. Электроемкость. Конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля.

Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное сопротивление проводников. ЭДС источника тока.

Тепловое действие электрического тока. Мощность электрического тока.

Полупроводники. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Полупроводниковый диод. Полупроводниковые приборы.

Магнитное поле. Постоянные магниты. Сила Ампера. Принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы.

Индукция магнитного поля. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность.

Принцип действия электрогенератора. Переменный ток. Трансформатор. Производство, передача и потребление электроэнергии. Проблемы энергосбережения. Техника безопасности в обращении с электрическим током.

Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Вынужденные электромагнитные колебания. Действующие значения силы тока и напряжения. Конденсатор и катушка в цепи переменного тока. Активное сопротивление. Электрический резонанс.

Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн. Принципы радиосвязи и телевидения.

Свет как электромагнитная волна. Интерференция и дифракция света. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Дисперсия света. Различные виды электромагнитных излучений. Оптические приборы.

Электрический ток в полупроводниках. Виды полупроводников. Собственная и примесная проводимости полупроводников. P-n переход. Электропроводность полупроводников в зависимости от температуры и освещенности.