реферат бесплатно, курсовые работы
 
Главная | Карта сайта
реферат бесплатно, курсовые работы
РАЗДЕЛЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
ПАРТНЕРЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

реферат бесплатно, курсовые работы
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Физика (лучшее)

названного электрическим, и было введено понятие электрического заряда.

Заряженные тела могут как притягиваться, так и отталкиваться друг от друга.

Этот факт удаётся объяснить, если ввести два типа заряда, условно названных

положительными и отрицательными (плюс и минус). Как следует из опыта,

заряды с одинаковыми знаками отталкиваются, а с разными — притягиваются.

Сила взаимодействия заряженных тел может быть различной. Это зависит от

величины зарядов, находящихся на них.

Из этого можно сделать вывод: электрический заряд является количественной

мерой способности тел к электрическим взаимодействиям.

Заряд тела не зависит от выбора системы отсчёта, т.е. не зависит от того,

движется или покоится тело, на котором он находится. В системе единиц СИ

заряд измеряется в кулонах (Кл). 1 Кулон равен заряду, протекающему через

поперечное сечение проводника за 1 с при силе постоянного тока в 1А.

2. Возникновение зарядов на телах обусловлено следующим. Все тела

построены из атомов. Атом состоит из положительно заряженного ядра и

отрицательно заряженных электронов. Заряд ядра обусловлен протонами. Заряды

протона и электрона равны по абсолютной величине, но противоположим по

знаку. Число протонов и электронов в атоме одинаково. Поэтому атом в целом

нейтрален, т.е. алгебраическая сумма зарядов атома(сумма зарядов с учетом

знаков) равна нулю, а следовательно, и тело нейтрально. Чтобы зарядить

тела, т.е. наэлектризовать их, надо отделить часть отрицательного заряда от

связанного с ним положительного заряда. Это осуществляется различными

способами: трением тел друг о друга, электростатической индукцией и т.д.

Тело, на котором оказывается избыток электронов по сравнению с протонами,

заряжается отрицательно, если наоборот — положительно Например, при

электризации трением небольшая часть электронов с одного тела переходит на

другое. Если теперь раздвинуть тела, то они окажутся заряженными — одно

положительно, другое - отрицательно

3. Из обобщения опытных данных установлен закон сохранения

электрического заряда: в любой замкнутой электрической системе

алгебраическая сумма электрических зарядов является постоянной величиной

при любых процессах, происходящих в ней.

Замкнутой называется электрическая система, из которой не выходят и в

которую не входят заряды. Так, при электризации тел трением заряды,

возникающие на телах, равны по абсолютной величине, но противоположны по

знаку. Поэтому их алгебраическая сумма также равна нулю, как и в случае не

заряженных тел.

4. В общем случае сила взаимодействия между заряженными телами зависит

от Размеров и формы Тел, а также от свойств среды, н которой находятся

тела. Наиболее просто сила взаимодействия находится для так называемых

точечных зарядов. Точечным зарядом называется заряженное тело, размеры

которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных

тел, с которыми оно взаимодействует. Законы взаимодействия точечных зарядов

был открыт Кулоном и формулируется следующим образом: модуль Fv силы

взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами q и q0,

находящимися в вакууме, пропорционален произведению этих зарядов, обратно

пропорционален квадрату расстояния r между ними, т.е.

[pic]

где [pic] — электрическая постоянная. Эта сила направлена вдоль прямой

линии, соединяющей заряды. Электрическая постоянная равна [pic] или [pic],

где фарад (Ф) – единица электроёмкости.

Билет № 13

1. Уединённые проводники обладают крайне малой электроёмкостью. Например,

ёмкость Земли всего лишь примерно 0,7 мФ. Однако во многих электронных

приборах используются устройства, называемые конденсаторами, в которых

накапливаются достаточно большие заряды. Конденсаторы представляют собой

два проводника, близко расположенных друг к другу и разделённых слоем

диэлектрика. Если этим проводникам (обкладкам) сообщить одинаковые по

величине, но противоположные по знаку заряды, то электрическое поле,

возникающее между ними, будет практически полностью сосредоточено внутри

конденсатора. Поэтому электроёмкость конденсатора мало зависит от

расположения окружающих его тел.

Если сообщать конденсатору различные заряды, то и разность потенциалов

между его обкладками будет различной. (Под зарядом конденсатора понимается

заряд на одной из его обкладок по абсолютной величине). Однако отношение

заряда q, находящегося на конденсаторе, к разности потенциалов[pic],

возникающую между его обкладками, остаётся постоянным независимо от

величины заряда. Поэтому это отношение принимают за характеристику

способности конденсатора накапливать на себе заряды. Её по аналогии с

проводником называют электроёмкостью (или ёмкостью) конденсатора и

обозначают той же буквой С. Итак,

[pic]

т.е. емкостью конденсатора называется физическая величина равная отношению

заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Емкость конденсатора не зависит от величины заряда и разности потенциалов

между его обкладками и определяется только размерами и формой обкладок

конденсатора, а также диэлектрическими свойствами вещества, заполняющего

его. Емкость конденсатора, как и ёмкость проводника, измеряется в фарадах

(Ф): 1 Ф — это ёмкость такого конденсатора, при сообщении которому

заряда в 1 Кл , разность потенциалов между его обкладками изменяется на 1

В.

2.Емкость плоского конденсатора. Рассмотрим плоский конденсатор,

заполненный однородным изотропным диэлектриком с диэлектрической

проницаемостью (, у которого площадь каждой обкладки S и расстояние между

ними d. Емкость такого конденсатора находится по формуле:

[pic]

Из этого следует, что для изготовления конденсаторов большой ёмкости надо

увеличить площадь обкладок и уменьшать расстояние между ними.

Энергия W заряженного конденсатор: [pic] или [pic]

Конденсаторы применяются для накопления электроэнергии и использования её

при быстром разряде (фотовспышка), для разделения цепей постоянного и

переменного токов, в выпрямителях, колебательных контурах и других радио-

электронных устройствах. В зависимости от типа диэлектрика конденсаторы

бывают воздушные, бумажные, слюдяные.

Билет № 14

1. Работой электрического тока называется работа, которую совершают силы

электрического поля, созданного в электрической цепи, по перемещении заряда

по этой цепи. Пусть к концам проводника приложена разность потенциалов

(напряжение) [pic] Тогда работа А, совершаемая электростатическим полем по

переносу заряда q за некоторое время 4 равна [pic]. Величину протекшего

заряда можно найти, используя силу тока I: q = It С учётом этого получаем

[pic]

Применяя закон Ома для однородного участка цепи U = IR, где R —

сопротивление проводника, выражение запишем в виде

[pic]

2. По определению мощность Р электрического тока равна Р = A/t. Получаем

P=IU.

В системе единиц СИ работа и мощность электрического тока измеряются

соответственно в джоулях и ваттах. Однако на практике используется

внесистемная единица работы — 1 кВт*ч, т.е. работа тока мощностью 1 кВт за

время 1 ч

([pic]).

3. Опытным путём джоуль и, независимо от него, Ленц установили, что при

протекании электрического тока по проводнику он нагревается, в результате

чего увеличивается его внутренняя энергия. Количество теплоты Q, выделяемое

в проводнике пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника R

и времени протекания t, т.е.

[pic]

Соотношение называют законом Джоуля - Ленца.

2. ЭДС. Возьмём два проводника, заряженные разноимёнными зарядами, и

соединим их другим проводником. Тогда в этом проводнике за счёт разности

потенциалов на его концах возникает электрическое поле, под действием

которого свободные заряды (носители тока) приходят в упорядоченное движение

от положительного потенциала к отрицательному (имеется в виду движение

положительных зарядов, поскольку за направление тока принимается движение

именно этих зарядов), т.е. возникает электрический ток. Однако этот ток

очень быстро прекращается вследствие того, что протекание тока приводит к

выравниванию потенциалов на концах проводника и к исчезновению внутри него

электрического поля.

Для непрерывного протекания тока по проводнику необходимо к его концам

подключить устройство, которое бы отводило положительные заряды с конца,

обладающего отрицательным потенциалом, к концу — с положительным, производя

разделение зарядов и поддерживая разность потенциалов. Такие устройства

называются источниками тока. Указанное движение зарядов внутри источника

тока (движение от точки 1 к точке 2) возможно лишь в том случае, если на

них со стороны источника тока действуют силы не электростатического

происхождения, направленные против сил электростатического поля, Их

называют сторонними силами. Природа сторонних сил может быть различной.

Так, в аккумуляторах они возникают вследствие химических реакций между

электродами и электролитом.

Действие сторонник сил характеризуют физической величиной, называемой

электродвижущей силой (э.д.с.). Она равна работе, которую совершают

сторонние силы по перемещению единичного заряда внутри источника тока, т.е.

в области, где действуют сторонние силы. Если при перемещении заряда q

сторонние силы совершили работу Аст, то по определению э.д.с. [pic] равна

[pic] Из этой формулы следует, что э.д.с., как и разность потенциалов,

измеряется в вольтах Если цепь, в которой протекает ток, замкнутая, то

работа сторонних сил по всей цепи равна работе этих сил внутри источника,

поскольку вне источника сторонние силы не действуют. Таким образом,

электродвижущая сила равна работе, которую совершают сторонние силы по

перемещению единичного заряда по замкнутой цепи.

3. Закон Ома для полной цепи.

Выведем закон Ома для такой цепи. При протекании электрического тока по

цепи происходит нагревание резистора и источника тока. Нагревая источника

тока свидетельствует о том, что он обладает некоторым внутренним

сопротивлением. Обозначим его через т. Очевидно, что нагревание источника

тока и резистора R происходит за счёт работы [pic]сторонних сил. Согласно

закону сохранения энергий, эта работа будет равняться количеству теплоты,

выделяемой в источнике и в резисторе, т.е. [pic]

где [pic] и [pic]— количество теплоты, выделяемой в резисторе и на

внутреннем сопротивлении источника тока. Но [pic]. Здесь I - сила тока,

текущего в цепи, t — время протекания тока. С учётом этого получаем[pic].

Разделив последнее равенство на It и учитывая, что q = It, находим

[pic]

Это соотношение называют законом Ома для замкнутой цепи: сила тока в

замкнутой цепи пропорциональна электродвижущей силе источника и обратно

пропорциональна общему сопротивлению цепи.

Билет № 15

1. Выясним, какие изменения происходят в окружающем заряды пространстве,

если они приходят в равномерное движение?

Присоединим два гибких металлических проводника, укреплённых параллельно,

к источнику тока. На проводниках появляются равномерно распределённые

заряды противоположных знаков, которые создают вокруг себя

электростатическое поле. В результате этого возникает сила

электростатического притяжения. Если замкнуть ключ, то по проводникам

потечёт постоянный ток. При этом, несмотря на силы электростатического

притяжения, проводники отталкиваются. Это свидетельствует о том, что между

ними возникли силы неэлектростатического происхождения. Их появление можно

объяснить, если предположить, что вокруг проводника с током, т.е. вокруг

упорядоченно движущихся электрических зарядов, образуется поле,

отличающееся от электростатического поля. Его назвали магнитным. Тогда

взаимодействие токов объясняется следующим образом. Магнитное поле,

создаваемой током, текущим по одному проводнику, действует на ток,

проходящий по другому, и наоборот.

Итак, приходим к выводу: вокруг равномерно движущихся электрических

зарядов возникает магнитное поле, которое обнаруживается по действию на

другие движущиеся в этом поле заряды. Необходимо отметить, что

электрическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся

заряды, а магнитное только на движущиеся.

2. Индукция магнитного поля. Магнитное поле характеризуют физической

величиной, называемой индукцией магнитного поля, являющуюся вектором.

Обозначим её через В.

Подобно тому, как для изучения электрического поля используются пробные

электрические заряды, при исследовании магнитного поля применяются пробные

контуры. Пробными называют замкнутые контуры, по которым течёт постоянный

ток, внесение которых не искажает исследуемого поля. Пробный контур

характеризуют магнитным моментом Рм, который является вектором. Его модуль

равен

[pic]

где I - сила тока в контуре, S - площадь контура. Вектор Рм направлен

перпендикулярно к плоскости контура и связан с направлением тока правилом

правого винта: при вращении винта в направлении тока, его поступательное

движение показывает направление магнитного момента контура. Из формулы

следует, что магнитный момент измеряется в ампер*метр2 (Ам2).

При внесении пробного контура в магнитное поле он устанавливает так, что

его магнитный момент совпадает с направлением вектора индукции магнитного

поля в данной точке поля. Если контур вывести из положения равновесия, то

на него будет действовать момент сил, стремящийся вернуть его в положение

равновеся. Этот момент сил будет наибольшим (максимальным), когда магнитный

момент контура перпендикулярен к вектору В. Пусть в одну и ту же точку

магнитного поля вносятся различные пробные контуры. Тогда на них будут

действовать и различные максимальные моменты сил. Однако отношение

максимального момента Мmax к магнитному моменту контура Рм остаётся

постоянным независимо от модуля магнитного момента. Поэтому его принимают

за характеристику поля в данной точке. Это и есть индукция магнитного поля,

которую обозначают через В, т.е. Таким образом, модуль индукции магнитного

поля в некоторой точке равен отношению максимального момента сил,

действующего на пробный контур, помещённый в эту точку, к его магнитному

моменту, и направление индукции магнитного поля совпадает с направлением

магнитного момента свободно ориентирующегося контура.

В системе единиц СИ индукция магнитного поля измеряется в теслах (Тл). Тл

- это индукция в такой точке магнитного поля, при внесении в которую

пробного контура с магнитным моментом 1 А*м2 на него действует максимальный

момент сил, равный 1 Н*м.

Подсчитаем размерность тесла. [pic]

3. Линии магнитной индукции. Для наглядного изображения магнитного поля

пользуются линиями магнитной индукции. Линией магнитной индукции называют

такую линию, в каждой точке которой индукция магнитного поля (вектор В)

направлен но касательной к кривой. Направление этих линий совпадает с

направлением поля. Условились линии магнитной индукции проводить так, чтобы

число этих линий, отнесённых к единице площади площадки, перпендикулярной к

ним, равнялось бы модулю индукции в данной области поля. Тогда по густоте

линий судят о магнитном поле. Там, где они гуще, модуль индукции магнитного

поля больше. Так же, как и линии напряжённости электрического поля, они не

пересекаются. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают

проводник с током в отличие от линий напряжённости электростатического

поля, которые разомкнуты (начинаются и заканчиваются на зарядах).

Направление этих линий находится по правилу правого винта: если

поступательное движение винта совпадает с направлением тока, то его

вращение происходит в направлении линий магнитной индукции. В качестве

примера приведём картину линий магнитной индукции прямого тока, текущего

перпендикулярно к плоскости чертежа от нас за чертёж

4. Закон Ампера. Как известно, на проводник с током, помещённый в

магнитное поле, действует сила. Ампер установил, что модуль F силы

находится по формуле

[pic]

где I — сила тока, проходящего по проводнику, В — модуль индукции

магнитного поля в месте расположения участка проводника длиною l, ( - угол

между направлением тока и вектором В. Направление этой силы, получившей

название силы Ампера, определяется по правилу левой руки: если руку

расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре

вытянутых пальца совпадали с направлением тока, то отогнутый на 90° большой

палец даёт направление силы. Сила Ампера перпендикулярна к плоскости,

проведённой через 1 и В

5. Сила Лоренца. Поскольку ток представляет собой упорядоченное движение

электрических зарядов, то естественно предположить, что сила Ампера

является равнодействующей сил, действующих на отдельные заряды,

движущиеся в проводнике. Опытным путём установлено, что на заряд,

движущийся в магнитном поле, действительно действует сила. Эту силу

называют силой Лоренца. Модуль FL силы находится по формуле

[pic]

где В — модуль индукции магнитного поля, в котором движется заряд, q и v —

абсолютная величина заряда и его скорость, ( - угол между векторами v и В.

Эта сила перпендикулярна к векторам v и В, её направление находится по

правилу левой руки: если руку расположить так, чтобы четыре вытянутых

пальца совпадали с направлением движения положительного заряда, линии

индукции магнитного поля входили в ладонь, то отставленный на 900 большой

палец показывает направление силы. В случае отрицательной частицы

направление силы противоположное.

Билет № 16

Полупроводниками называют группу веществ, электропроводность которых

занимает промежуточное положение между металлами и диэлектриками.

Полупроводники обладают рядом свойств, отличающими их како т металлов, так

и диэлектриков. Если с повышением температуры сопротивление металлических

проводников увеличивается, то у полупроводников уменьшается. Уменьшается

сопротивление полупроводников и при их освещении. На базе полупроводников

созданы разнообразные полупроводниковые приборы, используемые в

радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике.

1. Собственная проводимость полупроводников. Полупроводниками являются

химические элементы четвёртой группы таблицы Менделеева и некоторые другие

соединения. Типичными представителями полупроводников являются кристаллы

кремния и германия, в которых атомы объединены ковалентной связью

Вследствие теплового движения атомы сталкиваются между собой. Это может

привести к разрыву некоторых химических связей, в результате чего возникает

свободный электрон, который будет хаотически двигаться по кристаллу.

Удаление электрона приводит к нарушению химической связи, поскольку она

осуществляется лишь одним валентным электроном. Эту неполноценную связь

называют дыркой. Дырка обладает положительным зарядом, равным заряду

электрона по абсолютной величине, так как в месте, покинутом электроном,

будет недостаток электрона. На место дырки может попасть электрон от

соседней химической связи. Это приводит к изменению положения дырки.

Поэтому дырка будет хаотически перемещаться по кристаллу. Таким образом, в

полупроводнике при любой температуре имеется определённая концентрация

свободных электронов и дырок, которыми и обусловливается собственная

электропроводность полупроводников. С повышением температуры полупроводника

возрастает концентрация указанных частиц. Это приводит к тому, что с

повышением температуры увеличивается проводимость, а сопротивление

полупроводника уменьшается.

2 Примесная проводимость полупроводников. Чистые полупроводники не

представляют практического интереса. Для электроники весьма полезными

оказались так называемые легированные полупроводники, т.е. полупроводники,

в которые введены примеси. Они подразделяются на полупроводники n- и р-

типа.

а) Полупроводники n-типа. Если в кристаллическую решётку

четырехвалентного полупроводника, например кремния, внедрить пятивалентный

атом, например фосфор, то для образования ковалентных связей с соседями ему

надо четыре электрона. Пятый же электрон вследствие теплового движения

может оторваться от атома. в результате этого атомы примеси превращаются в

положительные ионы. И появляются свободные электроны, обусловливающие

проводимость полулроводника. Такие примеси называются донорными, а сам

полупроводник называют полупроводник n-типа (от слова negative —

отрицательный).

б) Полупроводники р-типа. Если внедрить в кристаллическую решетку

четырёхвалентного полупроводника (кремния) трёхвалентный атом (бор), то для

образования ковалентной связи с соседями ему надо четыре электрона, а у

него их только три. Поэтому одна связь оказывается не укомплектованной.

Атом бора захватывает один электрон от соседнего атома кремния, так как это

энергетически выгодно. В результате этого атомы примеси превращаются в

отрицательные ноны, а в полупроводнике возникают дырки, обусловливающие его

электропроводность. Проводимость этого типа называется дырочной, примесь —

акцепторной, а полупроводник - р-типа (от слова positive — положительный).

З. Полупроводниковый диод. На основе примесных полупроводников созданы

устройства, являющиеся важными компонентами современных электронных

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7


реферат бесплатно, курсовые работы
НОВОСТИ реферат бесплатно, курсовые работы
реферат бесплатно, курсовые работы
ВХОД реферат бесплатно, курсовые работы
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

реферат бесплатно, курсовые работы    
реферат бесплатно, курсовые работы
ТЕГИ реферат бесплатно, курсовые работы

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.