Формулы электричества и магнетизма. Изучение основ электродинамики традиционно начинается с электрического поля в вакууме. Для вычисления силы взаимодействия между двумя точными зарядами и вычисления напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, нужно уметь применять закон Кулона. Для вычисления напряженностей полей, созданных протяженными зарядами (заряженной нитью, плоскостью и т.д.), применяется теорема Гаусса. Для системы электрических зарядов необходимо применять принцип

При изучении темы «Постоянный ток» необходимо рассмотреть во всех формах законы Ома и Джоуля-Ленца При изучении «Магнетизма» необходимо иметь в виду, что магнитное поле порождается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды. Здесь следует обратить внимание на закон Био-Савара-Лапласа. Особое внимание следует обратить на силу Лоренца и рассмотреть движение заряженной частицы в магнитном поле.

Электрические и магнитные явления связаны особой формой существования материи — электромагнитным полем. Основой теории электромагнитного поля является теория Максвелла.

Смотрите также основные формулы оптики

Таблица основных формул электричества и магнетизма

Физические законы, формулы, переменные Формулы электричество и магнетизм
Закон Кулона:
где q1 и q2 — величины точечных зарядов, ԑ1 — электрическая постоянная; 046
ε — диэлектрическая проницаемость изотропной среды (для вакуума ε = 1),
r — расстояние между зарядами.
001
Напряженность электрического поля:

где — сила, действующая на заряд q0 , находящийся в данной точке поля.

002
Напряженность поля на расстоянии r от источника поля:

1) точечного заряда

2) бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ:

3) равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ:

4) между двумя разноименно заряженными плоскостями

1) 003
2) 004
3) 005
4) 006
Потенциал электрического поля:

где W — потенциальная энергия заряда q0 .

007
Потенциал поля точечного заряда на расстоянии r от заряда: 008
По принципу суперпозиции полей, напряженность: 009
Потенциал:

где Ēi и ϕi — напряженность и потенциал в данной точке поля, создаваемый i-м зарядом.

010
Работа сил электрического поля по перемещению заряда q из точки с потенциалом ϕ1 в точку с потенциалом ϕ2 : 011
Связь между напряженностью и потенциалом

1) для неоднородного поля:

2) для однородного поля:

 

1) 012
2) 013

 

Электроемкость уединенного проводника: 014
Электроемкость конденсатора:

где U = ϕ1 ϕ2 — напряжение.

015
Электроемкость плоского конденсатора:

где S — площадь пластины (одной) конденсатора,

d — расстояние между пластинами.

016
Энергия заряженного конденсатора: 017
Сила тока: 018
Плотность тока:

где S — площадь поперечного сечения проводника.

019
Сопротивление проводника:

ρ — удельное сопротивление;

l — длина проводника;

S — площадь поперечного сечения.

020
Закон Ома

1) для однородного участка цепи:

2) в дифференциальной форме:

3) для участка цепи, содержащего ЭДС:

где ε — ЭДС источника тока,

R и r — внешнее и внутреннее сопротивления цепи;

4) для замкнутой цепи:

 

1) 021
2) 022
3) 023
4) 024

 

Закон Джоуля-Ленца

1) для однородного участка цепи постоянного тока:
где Q — количество тепла, выделяющееся в проводнике с током,
t — время прохождения тока;

2) для участка цепи с изменяющимся со временем током:

 

1) 025
2) 026

 

Мощность тока: 027
Связь магнитной индукции и напряженности магнитного поля:

где B — вектор магнитной индукции,
μ √ магнитная проницаемость изотропной среды, (для вакуума μ = 1),
µ0 — магнитная постоянная
028,
H — напряженность магнитного поля.

029
Магнитная индукция (индукция магнитного поля):
1) в центре кругового тока
где R — радиус кругового тока,
2) поля бесконечно длинного прямого тока
где r — кратчайшее расстояние до оси проводника;3) поля, созданного отрезком проводника с током
гдеɑ1 и ɑ2 — углы между отрезком проводника и линией, соединяющей концы отрезка и точкой поля;
4) поля бесконечно длинного соленоида
где n — число витков на единицу длины соленоида.
 

1) 030
2) 031
3) 032
4) 033

 

Сила Лоренца:

по модулю
где F — сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле,
v — скорость заряда q,
α — угол между векторами v и B.

034

035

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток через площадку S):
1) для однородного магнитного поля ,
где α — угол между вектором B и нормалью к площадке,
2) для неоднородного поля
 

1) 036
2) 037

 

Потокосцепление (полный поток):
где N — число витков катушки.
038
Закон Фарадея-Ленца:
где ԑi — ЭДС индукции.
039
ЭДС самоиндукции:
где L — индуктивность контура.
040
Индуктивность соленоида:

где n — число витков на единицу длины соленоида,
V — объем соленоида.

041
042
Энергия магнитного поля: 043
Заряд, протекающий по замкнутому контуру при изменении магнитного потока через контур:

где ∆Ф = Ф2 – Ф1 — изменение магнитного потока, R — сопротивление контура.

044
Работа по перемещению замкнутого контура с током I в магнитном поле: 045

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here