Fizikos egzamino klausimai

Egzamino klausimai 1.1. Elektros krūvis (dviejų rūšių krūviai, krūvių diskretiškumas (kvantavimas), invariantiškumas, tvermės dėsnis, vienetas). Krūvio tankis, ilginis paviršinis, tūrinis. Elektros kruvis – tai vienas pagrindiniu elementariuju daleliu apibudinimu. Elektros kruvis nera materijos rusis, o tik tam tikra jos savybe. Jis zymimas raide q, jo vienetas SI sistemoje yra C-kulonas. 1.2. Krūvių sąveika. Kulono dėsnis (skaliarinė ir vektorinė išraiškos). Elektrinė konstanta. 1.3. Elektrostatinis laukas. Lauko stipris (grafinis vaizdavimas, taškinio krūvio laukas, laukų superpozicijos principas, vienetas). 1.4. Elektrinis dipolis (momentas, potencialas ir lauko stipris (be išvedimo). 1.5. Elektrinio lauko stiprio vektoriaus srautas. Gauso teorema laukui vakuume. Begalinis tolygiai įelektrintos plokštumos elektrostatinio lauko stiprio skaičiavimas taikant Gauso teoremą. 1.6. Darbas, atliekamas perkeliant krūvį elektriniame lauke. Elektrinio lauko vektoriaus cirkuliacija (lauko potencialumas). 1.7. Elektrostatinio lauko potencialas. Taškinio krūvio potencinė energija ir lauko potencialas, ekvipotencialinis paviršius, potencialo vienetas. 1.8. Elektrinio lauko stiprio ir potencialo ryšys (potencialo gradiento samprata). 1.9. Dielektrikų poliarizacija (poliniai ir nepoliniai dielektrikai, poliarizuotumas, elektroninės (deformacinės) ir orientacinės poliarizacijos samprata). 1.10. Elektrostatinis laukas dielektrike (santykinė dielektrinė skvarba, segnetoelektrikai). 1.11. Gauso teorema dielektrikui (laisvieji ir surištieji krūviai). Elektrinė slinktis. Elektrinį lauką kuria visi krūviai – tiek laisvieji, tiek susietieji. Todėl užrašant Gauso dėsnį (1.23) reikia susumuoti visus krūvius. Tarkime, kad laisvasis krūvis +q yra apsuptas vienalyčio dielektriko (38 pav.). Jei paviršius S1, per kurį skaičiuojame srautą, visas yra tame dielektrike, Gauso dėsnį galima užrašyti taip: Vektorius D vadinamas elektrinės slinkties vektoriumi. 1.12. Elektrostatinis laukas įelektrintame laidininke ir ties jo paviršiumi (ryšys tarp lauko stiprio ir krūvio paviršinio tankio). Laidininkai - tai medžiagos, gerai praleidžiančios elektros srovę. Juose esti daug galinčių laisvai judėti elektringųjų dalelių, vadinamų krūvininkais. Paviršinių krūvių atsiradimas laidininko paviršiuje, veikiant išoriniam elektriniam laukui, yra vadinamas elektrostatine indukcija, o tie krūviai - indukuotaisiais krūviais Laukas arti laidininko paviršiaus Visais atvejais prie pat laidininko paviršiaus jėgų linijos turi būti statmenos paviršiui, nes priešingu atveju būtų lygiagreti su paviršiumi dedamoji. Jai veikiant laisvieji krūvininkai judėtų laidininko paviršiumi, t.y. neturėtume elektrostatikos atvejo. Nustatysime sąryšį tarp paviršinio krūvio tankio laidininko paviršiuje ir lauko stiprio prie to paviršiaus: 1.13. Įelektrinto laidininko elektrinė talpa (talpos vienetai, kondensatorius, jo talpa). Llaidininko elektrine talpa C vadinamas dydis, kurio skaitinė vertė lygi laidininko krūvio q ir jo potencialo  santykiui: Elektrinės talpos SI vienetas yra faradas (F). 1 F1 C/1 V. Elektrinė talpa priklauso nuo laidininko formos bei matmenų. Kondensatorius - tai dviejų laidininkų sistema, kurioje lauko jėgų linijos, išeinančios iš vieno laidininko, pasibaigia antrajame. Kondensatoriaus elektrine talpa vadinamas dydis, lygus vienos plokštelės krūvio ir potencialų skirtumo tarp plokštelių santykio moduliui: 1.14. Elektrinio lauko energija ir energijos tankis. 2.1 Klasikinės elektroninės metalų laidumo teorijos pagrindai (krūvininkų). Kad metaluose elektros srovę sukuria laisvieji elektronai, eksperimentiškai nustatyta 1916 m.(JAV fizikai B.Stiuartas ir R.Tolmenas). Klasikinės elektroninės metalų elektrinio laidumo teorijos pagrindus sukūrė vokiečių fizikas P.Drudė 1900 m., vėliau ją išplėtojo olandų fizikas H.Lorencas. Laisvųjų elektronų egzistavimą metaluose galima paaiškinti šitaip. Suartėjus atskiriems metalo atomams ir susijungus į kristalinę gardelę, valentiniai elektronai, kurie su branduoliu susiję silpniausiai, atitrūksta nuo konkretaus atomo ir juda po visą kristalą. Taigi, kristalinės gardelės mazguose yra teigiamieji metalo jonai, o tarp jų chaotiškai juda laisvieji elektronai. Pagal Lorenco - Drude teoriją laisvųjų elektronų judėjimui galioja idealiųjų vienatomių dujų desniai. Remiantis mokekuline - kinetine teorija apskaičiuotas elektronų šiluminio judėjimo vidutinis greitis 300K temperatūroje lygus 1,08.105 m/s. Sukūrus metaliniame laidininke elektrinį lauką, dalyvaudami šiluminiame judėjime elektronai tuo pat metu dreifuoja prieš vektoriaus kryptį, t.y. atsiranda elektros srovė. Omo dėsnio diferencialinė išraiška arba 2.2 Elektros srovės darbas ir galia (vienetai). Panagrinėkime grandinės dalį. Tarkime, kad tos dalies įtampa U, o ta grandine tekančios nuolatinės srovės stipris I. Jei per laiką t prateka krūvis q, elektrinis laukas atlieka darbą:Kadangi tekant nuolatinei pastoviai srovei tai srovės atliktas darbas:Elektros srovės darbas grandinės dalyje lygus įtampos, srovės stiprio ir laiko, per kurį atliekamas darbas, sandaugai.Jo Si vienetai yra dziaulis (J). Pasinaudodami Omo dėsniu grandinės daliai, šilumos kiekį, išsiskyrusį per laiką t, galime išreikšti ir taip: formulė išreiškia Džaulio (J. P. Joule) dėsnį, kurį žodžiais galima taip suformuluoti: šilumos kiekis, išsiskiriantis laidininke, kai juo teka srovė, lygus srovės stiprio kvadrato, laidininko varžos ir laiko sandaugai. Pagal galios P apibrėžtį PA/t. Taigi elektros srovės galia: Tuo atveju, kai visas srovės darbas virsta šiluma, galią galima išreikšti ir taip:Si vienetas (W-vatas). 2.3 Termoelektrinė emisija (elektronų išlaisvinimo darbas, soties srovės tankis, Ričardsono ir Dašmano formulė). Elektronų išlėkimas iš kietojo kūno dėl jų šiluminio judėjimo vadinamas termoelektronine emisija. Mažiausia energija, kurią reikia suteikti elektronui, kad jis išlėktų iš kūno, vadinama elektrono išlaisvinimo darbu ().soties srove – tokia srove, kai srovės stipris nepriklauso nuo anodinės įtampos. Soties sroves tankis js: . Ričardsono ir Dašmano (O. V. Richardson, S. Dushman) formule. Joje konstanta A1,2106 A/(m2K2). 2.4 Nuolatinė laidumo srovė. Srovės stipris ir tankis (būtinos sąlygos laidumo srovei gauti, srovės tankio priklausomybė nuo krūvininkų koncentracijos, vienetai). Elektros srovė yra bet koks kryptingas elektros krūvių (tiksliau sakant elektringųjų dalelių ar įelektrintų kūnų) judėjima, Tekant elektros srovei atsiranda naujų reiškinių, kurie nebūdingi nejudantiems krūviams. Iš jų paminėtini: 1) Šiluminis veikimas. Laidininkas, kuriuo teka elektros srovė, įšyla. 2) Cheminis veikimas. Tekant elektros srovei gali kisti medžiagos cheminė sudėtis. Šis reiškinys būdingas tik medžiagoms, kuriose krūvininkai yra jonai, pavyzdžiui, elektrolitams – vandeniniams druskų, rūgščių ar šarmų tirpalams. 3) Magnetinis veikimas. Elektros srovė kuria magnetinį lauką. Pavyzdžiui, arti laido padėtos magnetinės rodyklės kryptis pakinta, kai laidu ima tekėti elektros srovė. Pagrindinė kiekybinė elektros srovės charakteristika yra srovės stipris. Skaitine verte jis lygus krūviui, pratekančiam laidininko skerspjūviu per laiko vienetą. Jei per be galo mažą laiko intervalą dt prateka elektros krūvis dq, tai srovės stipris Srovės stiprio SI vienetas yra amperas (1 A). Tai pagrindinis SI vienetas. Jis nusakomas remiantis srovių magnetine sąveika. Kitas svarbus srovę apibūdinantis dydis yra srovės tankis j. Skaitine verte jis lygus krūviui, pratekančiam per laiko vienetą pro vienetinį plotą, statmeną krūvių judėjimo krypčiai:(3.6). Remdamiesi (3.6) galime užrašyti:(3.7) Jei plotelis dS nestatmenas krūvininkų judėjimo krypčiai, tuomet ,ir pagal (3.7) 2.5 Omo dėsnis (elektrovara, elektrinė varža, savitoji varža, potencialų skirtumas ir įtampa, jų vienetai). 1826 m. Omas (G. Ohm) nustatė, kad srovės stipris laidininke I tiesiai proporcingas potencialų skirtumui (įtampai) tarp laidininko galų U: (IU). Proporcingumo koeficientą pažymėję G, užrašysime: (3.22) Dydis G vadinamas elektriniu laidumu. Iš (3.22) išreiškę G, turėsime: G=I/U. Elektrinio laidumo SI vienetas vadinamas simensu (S). 1 S1 A/1 V. Dažniau naudojamas atvirkščias laidumui dydis R, vadinamas elektrine varža: R1/G. Tuomet Omo dėsnis grandinės daliai užrašomas taip:(3.23) .Iš (3.23) išreiškę R, turėsime:(3.24).Varžos SI vienetas vadinamas omu (). 1 1 V/1 A1 S1. Bandymais nustatyta, kad varža priklauso nuo laidininko medžiagos ir jo geometrinių matmenų. Laidininko, kurio ilgis l ir pastovus skerspjūvio plotas S, varža: (3.25)Čia dydis  vadinamas medžiagos savitąja varža. Savitoji varža priklauso nuo laidininko medžiagos ir temperatūros. Iš (3.25) išreiškę , turėsime: ir nustatysime, kad savitosios varžos SI vienetas yra 1 1 m2/1 m1 m. Taip pat iš (3.25) aišku, kad savitoji varža lygi varžai laidininko, kurio ilgis l1 m ir skerspjūvio plotas S1 m2. Atvirkščias savitajai varžai dydis  vadinamas savituoju laidumu:Jo SI vienetas yra 1 S/m. Elektrovara yra fizikinis dydis, skaitine verte lygus pašalinių jėgų darbo, atliekamo perkeliant teigiamąjį krūvį uždara grandine, ir to krūvio santykiui: Elektrovaros SI vienetas yra 1J/1C1 V. Jis yra toks pat, kaip ir potencialo ar potencialų skirtumo (įtampos) vienetas 2.6 Dujų plazma (svarbiausios plazmos savybės ir taikymai). Plazma vadinamos stipriai jonizuotos dujos, kuriose teigiamųjų ir neigiamųjų krūvininkų koncentracijos praktiškai lygios. Dujų plazma yra laidininkas. Dujas jonizuoti galima ne tik jas kaitinant, bet ir apšvitinant trumpabangiais elektromagnetiniais spinduliais, bombarduojant didelės energijos dalelėmis. Iš plazmos sudaryta Saulė, žvaigždės, jos yra tarpžvaigždinėje erdvėje. Dujų plazma, kurios temperatūra T105 K, plazma aukštos temperatūros. Viena iš plazmos charakteristikų - jonizacijos laipsnis , skaitine verte lygus jonizuotų dalelių koncentracijos ir pilnosios dalelių koncentracijos santykiui. Jei jonizacijos laipsnis siekia procento dalis, plazma jonizuota silpnai, jei keletą procentų -jonizuota vidutiniškai, jei artimas 100%. Svarbiausios plazmos savybės: a) aukštas medžiagos jonizacijos laipsnis; b) suminis erdvinis krūvis artimas nuliui; c) geras elektrinis laidumas; d) sąveika su elektriniu ir magnetiniu laukais; e) švytėjimas. Žemos temperatūros plazma naudojama dujų lazeriuose, plazmos varikliuose, magnetiniuose hidrodinaminiuose generatoriuose - įtaisuose, tiesiogiai paverčiančiuose šiluminę energiją elektros energija. 2.7 Nesavaiminis išlydis dujose (dujų jonizacija ir krūvininkų rekombinacija). Dujos, kuriose nėra elektringų dalelių, yra neblogi izoliatoriai. Tik jonizuotos dujos pasidaro laidžios, nes tada jose atsiranda krūvininkai: teigiamieji bei neigiamieji jonai ir elektronai. Taigi kad dujos taptų laidžios, būtinas išorinis poveikis (aukšta temperatūra, ultravioletiniai ar Rentgeno spinduliai ir t. t.). Srovės tekėjimas jonizuotose dujose vadinamas elektros išlydžiu.Jei elektrinis laukas nestiprus, tai srovė dujose nutrūksta, kai tik dingsta išorinis jonizuojantis poveikis. Toks išlydis vadinamas nesavaiminiu. 2.8 Savaiminis išlydis dujose. Dujų išlydžio tipai. Jei elektrinis laukas stiprus, jis pats jonizuoja dujas, ir jos pasidaro laidžios. Šis išlydis vadinamas savaiminiu. Savaiminio dujų išlydžio tipai : 1) Rusenantysis išlydis. Jis vyksta praretintose dujose. šio išlydžio metu vyksta antrinė elektronų emisija iš katodo, kuri neleidžia jam užgęsti. Stebint šį išlydį, tarp katodo ir anodo matosi šviesios ir tamsios sritys, kurių matmenys ir forma priklauso nuo slėgio ir lauko stiprio. staigus potencialo kitimas prie katodo yra būdingas rusenančiojo išlydžio požymis. 2) Kibirkštinis išlydis. Jis atsiranda esant atmosferos slėgiui ir maždaug vienalyčiam elektriniam laukui, kai jo stipris pasiekia tam tikrą krizinę vertę (maždaug 3106 V/m ore normaliomis sąlygomis). Kibirkštis atrodo kaip ryškiai švytintis siauras įvairiai išsilankstęs ir šakotas kanalas. Kanalo varža esti gana maža, tad prasidėjus šiai iškrovai įtampa, o kartu ir lauko stipris, dažniausiai greitai mažėja, ir iškrova nutrūksta. Kibirkštinio išlydžio pavyzdys gamtoje – žaibas. 3) Vainikinis išlydis. Šis išlydis atsiranda irgi esant palyginti dideliam slėgiui (pavyzdžiui, atmosferos), kai elektrinis laukas esti ženkliai nevienalytis. Kaip jau žinome, toks laukas esti, pavyzdžiui, prie smailumų. Gamtoje pasitaikantys šio tipo išlydžiai vadinami šv. Elmo ugnimis. Jie kartais susidaro prie medžių viršūnių, bažnyčių bokštų, laivų stiebų ir t. t 4) Lankinis išlydis. Šis išlydis vyksta esant nedidelei įtampai (keliasdešimt voltų), bet stipriai srovei (dešimtys ar šimtai amperų). Elektros lankas kartais naudojamas kaip intensyvios šviesos šaltinis projekciniuose aparatuose. 3.1 Magnetinis laukas, svarbiausios magnetinio lauko charakteristikos (magnetinė indukcija, magnetinės indukcijos linijos). Magnetinis laukas - ypatinga materijos forma, sudaranti sąlygas judančioms elektringosioms dalelėms sąveikauti. Bandymais nustatytos tokios pagrindinės magnetinio lauko savybės: 1) magnetinį lauką sukuria judantys krūvininkai; 2) magnetinis laukas aptinkamas pagal jo poveikį judantiems krūvininkams. Taigi, vienalyčio magnetinio lauko indukcija skaitine verte lygi srovės rėmelį, kurio magnetinis momentas vienetinis, veikiančiam didžiausiam sukimo momentui. Magnetinės indukcijos SI vienetas yra 1N/(1A.m) - niutonas ampermetrui - tesla (T). Tiesiosios ir apskritiminės srovės laukų indukcijos linijų kryptis nusakoma dešiniojo sraigto taisykle: sukant sraigtą taip, kad jis slinktų srovės tekėjimo kryptimi, jo sukimosi kryptis rodo magnetinės indukcijos linijų kryptį (tiesiosios srovės). Sukant sraigtą srovės tekėjimo kryptimi, jis slenka indukcijos linijų kryptimi (apskritiminės srovės). Magneto indukcijos linijos išeina iš šiaurinio poliaus ir sueina į pietinį. Magnetinės indukcijos linijos neturi nei pradžios, nei pabaigos, jos yra uždaros, todėl magnetinis laukas vadinamas sūkuriniu 3.2 Bio ir Savaro dėsnis (šio dėsnio taikymas magnetinei indukcijai apskaičiuoti apskrito kontūro centre, magnetinė konstanta). si formulė išreiškia Bio ir Savaro (J. B. Biot, F. Savart) dėsnį. d vektoriaus kryptį nusako dviejų vektorių ir vektorinės sandaugos taisyklė. , (12.10) čia - magnetinė konstanta, - aplinkos santykinė magnetinė skvarba. Ji parodo, kiek kartų lauko stipris medžiagoje didesnis už lauko stiprį tuštumoje. Magnetinio lauko stipris yra analogiškas elektrinio lauko slinkčiai , o magnetinė indukcija - elektrinio lauko stipriui . 3.3 Pilnutinės srovės dėsnis (magnetinio lauko sūkuriškumas. o žodžiais suformuluoti taip: cirkuliacija yra lygi magnetinei konstantai 0, padaugintai iš algebrinės sumos srovių, kertančių to kontūro apjuosiamą plotą. Jei vektoriaus cirkuliacija nelygi nuliui. Tai magnetinis laukas nėra potencialinis. Jo jėgos linijos neturi nei pradžios, nei pabaigos, o yra uždaros kreivės. Toks laukas vadinamas sūkuriniu lauku. 3.4 Magnetinis srautas. Gauso teorema magnetiniam laukui (magnetinio lauko sūkuriškumas). Jeigu laukas vienalytis, o paviršius statmenas vektoriui , Magnetinio srauto vienetas yra vėberis ( 1Wb = 1T.1m2 ). Tai toks srautas, kurį sukuria 1T indukcijos vienalytis magnetinis laukas, praeinantis pro statmeną jam 1m2 ploto paviršių. Kadangi magnetinės indukcijos linijos yra uždaros, tai bet kuri iš jų įėjusi pro uždarąjį paviršių būtinai pro jį ir išeina. Seka, kad magnetinio lauko indukcijos vektoriaus srautas pro bet kokį uždarąjį paviršių lygus nuliui: (12.29) Ši formulė išreiškia Gauso dėsnį magnetiniam laukui. Palyginus šią lygybę su Gauso dėsnio elektrostatiniam laukui išraiška , galima padaryti išvadą, kad gamtoje magnetinių krūvių nėra. 3.5 Magnetinio lauko ir elektros srovės sąveika (Ampero jėga, Ampero dėsnis). Laidininką su srove magnetiniame lauke veikianti jėga vadinama Ampero (A. M. Ampère) jėga. Ją galima apskaičiuoti remiantis (12.16). Ampero jėgos kryptį nusako dviejų vektorių ir vektorinės sandaugos taisyklė, tačiau praktiškai krypčiai nustatyti patogu pasinaudoti kairiosios rankos taisykle: jei kairiąją ranką ištiesime taip, kad statmenoji laidui magnetinio lauko indukcijos vektoriaus dedamoji būtų nukreipta į delną, o ištiesti keturi pirštai rodytų srovės laide kryptį, tai atlenktas stačiu kampu nykštys rodys Ampero jėgos kryptį ši išraiška vadinama Ampero dėsniu: dviejų begalinių lygiagrečių laidininkų kiekvieną elementą dl, jais tekant srovėms, veikianti jėga yra tiesiogiai proporcinga srovių stiprių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumui tarp laidininkų. 3.6 Rėmelis, kuriuo teka srovė vienalyčiame magnetiniame lauke (magnetinis momentas, magnetinių jėgų sukimo momentas). Sakysime, indukcijos vienalyčiame magnetiniame lauke yra rėmelis, kuriuo teka I stiprio nuolatinė srovė (pav.). Magnetinis laukas lygiagretus rėmelio plokštumai (). Apatinės ir viršutinės rėmelio kraštinių Ampero jėgos neveikia (II), šoninės kraštinės veikiamos jėgomis ir , kurios verčia rėmelį suktis apie ašį OO* (). Šių jėgų petys . Rėmelio sukimo momento modulis: Magnetinio lauko jėgos stengiasi pasukti rėmelį taip, kad jo magnetinis momentas pasidarytų lygiagretus vektoriui ,nes tik tuomet sukimo momentas tampa lygus nuliui. 3.7 Magnetinio lauko energija ir jos tankis. W=LI2/2=I/2=2/2I w-magnetinio lauko energija; I-sroves stipris; L-induktyvumas; - magnetinio lauko srautas Dydis Wm vadinamas magnetines energijos turiniu tankiu Wm= B2/20 cia B-magnetinio lauko energija, - magnetine skvarba 3.8 Krūvininkų judėjimas elektromagnetiniame lauke (Lorenco jėga ir jos taikymo pavyzdžiai). Kiekvieną krūvio elektringąją dalelę išorinis elektrinis laukas veikia elektrine jėga . Judanti elektringoji dalelė pati kuria magnetinį lauką, todėl išorinis magnetinis laukas ją dar veikia magnetine jėga Judantį magnetiniame lauke krūvį veikianti jėga vadinama Lorenco (H. A. Lorentz) jėga. Jei krūvis q juda magnetiniame lauke greičiu v, jį veikia Lorenco jėga Dalelės sukimosi periodas Jei kartu yra magnetinis ir elektrinis laukai, tai Lorenco jėga: Lorenco jėga praktiškai pritaikoma televizorių kineskopuose elektronų pluošteliui fokusuoti ir skanuoti, masių spektrografuose elektringųjų dalelių savitiesiems krūviams nustatyti ir t.t 3.9 Elektromagnetinė indukcija (Faradėjaus dėsnis, Lenco taisyklė indukcijai, elektrovaros judančiame laidininke prigimtis). Jau žinome, kad elektros srovė sukuria magnetinį lauką. Ar nėra atvirkštinio reiškinio, kada magnetinis laukas sukuria elektros srovę? Pirmasis į šį klausimą teigiamą bandymais pagrįstą atsakymą davė Faradėjus (M. Faraday) 1831 m. Jis pastebėjo, kad kintant uždarą laidų kontūrą kertančiam magnetiniam laukui, tame kontūre atsiranda elektros srovė. Ji buvo pavadinta indukuotąja srove, o šis reiškinys - elektromagnetine indukcija. Apibendrintą taisyklę, pagal kurią galima nustatyti indukuotosios srovės kryptį, 1883 m. suformulavo Lencas (E. Lenz): uždarame kontūre indukuota elektros srovė teka tokia kryptimi, kad jos kuriamas magnetinis srautas, kertantis kontūro ribojamą plotą, kompensuotų magnetinio srauto, sukeliančio šią srovę, kitimą. 3.10 Saviindukcija (saviindukcijos elektrovara, induktyvumas). Jei laidžiu kontūru tekančios srovės stipris kinta, tos srovės kuriamas magnetinis laukas irgi kinta. Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį šis kintamas magnetinis laukas erdvėje kuria sūkurinį elektrinį lauką, kuris sąlygoja indukcinės elektrovaros atsiradimą. Indukcinė elektrovara atsiranda tiek kitame kontūre, jeigu jis esti pirmojo kontūro magnetiniame lauke, tiek ir tame pačiame kontūre, kuriuo teka kintančioji srovė. Pirmuoju atveju turime abipusės indukcijos reiškinį, antruoju - saviindukcijos reiškinį, o kontūruose atsiranda atitinkamai abipusės indukcijos ir saviindukcijos elektrovaros. Saviindukcijos atveju magnetinį lauką kuria tuo pačiu kontūru tekanti srovė, todėl kontūro ribojamą plotą kertantis magnetinis srautas yra proporcingas tos srovės stipriui I, nes magnetinio lauko indukcija B pagal Bio ir Savaro dėsnį (žr. (5.17)) yra proporcinga I, o magnetinis srautas savo ruožtu proporcingas B. Taigi BI. Proporcingumo koeficientas tarp srovės stiprio kontūre ir šios srovės sukurto šio kontūro ribojamą plotą kertančio magnetinio srauto vadinamas kontūro induktyvumu L: LI. (6.26) Induktyvumas priklauso nuo laidininko matmenų ir formos, taip pat nuo aplinkos, kurioje yra laidininkas, magnetinių savybių. Induktyvumo SI vienetas yra henris (H). Jis apibrėžiamas remiantis (6.26) formule: 3.11 Abipusė indukcija (abipusis induktyvumas, elektrovara). Jei laidžiu kontūru tekančios srovės stipris kinta, tos srovės kuriamas magnetinis laukas irgi kinta. Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį šis kintamas magnetinis laukas erdvėje kuria sūkurinį elektrinį lauką, kuris sąlygoja indukcinės elektrovaros atsiradimą. Indukcinė elektrovara atsiranda tiek kitame kontūre, jeigu jis esti pirmojo kontūro magnetiniame lauke, tiek ir tame pačiame kontūre, kuriuo teka kintančioji srovė. Pirmuoju atveju turime abipusės indukcijos reiškinį, antruoju - saviindukcijos reiškinį, o kontūruose atsiranda atitinkamai abipusės indukcijos ir saviindukcijos elektrovaros. LikLki. Ši lygybė išreiškia abipusiškumo teoremą. Ją patvirtina ir eksperimentiniai matavimai. Abipusis induktyvumas priklauso nuo abiejų kontūrų formos, matmenų, atstumo tarp jų, jų tarpusavio orientacijos bei aplinkos, kurioje yra kontūrai, magnetinės skvarbos. 3.12 Medžiagos įmagnetėjimas. Diamagnetizmo ir paramagnetizmo samprata (santykinė magnetinė skvarba, magnetinis jautris). Bandymai rodo, kad medžiagoje magnetinis laukas esti kitoks negu vakuume. Tai rodo, kad medžiaga, patekusi į išorinį magnetinį lauką, pati kuria savo magnetinį lauką, kuris vektoriškai sumuojasi su išoriniu lauku. Sakoma, kad medžiagos magnetiniame lauke įmagnetėja. Įmagnetėjančios medžiagos vadinamos magnetikais. pažymėkime magnetinio lauko indukciją vakuume, - medžiagos kuriamo lauko magnetinio lauko indukciją, - magnetinio lauko indukciją medžiagoje. Tada . Įmagnetėjimo didumą apibūdina medžiagos tūrio vieneto magnetinis momentas, vadinamas įmagnetėjimo vektoriumi Medžiagos įmagnetėja veikiant išoriniam magnetiniam laukui, todėl  Proporcingumo koeficientas priklauso nuo medžiagos rūšies. Kad jis būtų nedimensinis dydis, užrašoma taip: (6.8)  vadinamas magnetiniu jautriu (magnetine juta). (6.8) įrašę į (6.7), gauname: (6.9) Medžiagų magnetinėms savybėms apibūdinti naudojamas ir kitas dydis, vadinamas magnetine skvarba (). Jis parodo, kiek kartų magnetinio lauko indukcija medžiagoje yra didesnė negu vakuume: (6.10) (6.10) palyginę su (6.9), matome, kad 1+. 3.13 Feromagnetikai (Kiuri taškas, histerezė, domenai, feritai). Feromagnetikai – tai medžiagos, kurių magnetinė skvarba bei magnetinis jautris labai dideli (>>1, >>1). Feromagnetikai yra kai kurie metalai (Fe, Ni, Co, Gd) bei junginiai (Fe3O4, CrTe, MnSe ir kt.). Feromagnetikai pasižymi daugeliu savybių, nebūdingų kitiems magnetikams. Didinant temperatūrą feromagnetikai virsta paramagnetikais. Kiekvienam feromagnetikui yra būdinga temperatūros vertė (Kiuri temperatūra arba kiuri tasku), kurią pereidamas jis virsta paramagnetiku. Pavyzdžiui, Fe Kiuri temperatūra lygi 770o C, Ni – 360o C, Gd – 17o C. Jeigu feromagnetiką permagnetiname periodiniame magnetiniame lauke, tai, visai panašiai į feroelektrikus, B(B0) priklausomybę vaizduoja kreivė, vadinama histerezės kilpa, Įvairiais eksperimentais yra įrodyta, kad feromagnetikai susideda iš pakankamai mažų, tačiau makroskopinių, sričių, kuriose net ir nesant išorinio magnetinio lauko atomų magnetiniai momentai orientuoti ta pačia kryptimi. Tokios sritys vadinamos feromagnetiniais domenai. Feritai. Feritais vadinami sudėtingi geležies ir kitų metalų oksidų kompleksiniai kristaliniai junginiai. Feritų bendra formulė ; čia žymi ir kitų metalų dvikrūvį joną. Daugumos feritų magnetinės savybės yra panašios į feromagnetikų. Pagal elektrines savybes feritai yra dielektrikai arba puslaidininkiai.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!