"Generel fysik. Elektromagnetisme" - kursus 2800 gnid. fra MSU, træning 15 uger. (4 måneder), Dato: 5. december 2023.

Foredrag 1. Elektromagnetisk interaktion og dens plads blandt andre interaktioner i naturen. Udvikling af elektricitets fysik i M.V. Lomonosovs værker. Elektrisk ladning. Mikroskopiske ladningsbærere. Millikans erfaring. Loven om bevarelse af elektrisk ladning. Elektrostatik. Coulombs lov og dens feltfortolkning. Elektrisk feltstyrke vektor. Princippet om superposition af elektriske felter.

Foredrag 1. Elektrisk feltstyrke vektor flux. Ostrogradsky-Gauss elektrostatiske sætning, dens repræsentation i differentiel form. Elektrostatisk feltpotentiale. Potentiel. Normalisering af potentiale. Forholdet mellem vektoren for elektrostatisk feltstyrke og potentiale. Arbejde med elektrostatiske feltkræfter. Ladesystempotentiale.

Foredrag 3. Cirkulation af vektoren for elektrisk feltstyrke. Cirkulationssætningen, dens repræsentation i differentialform. Poisson og Laplace ligninger. Elektrisk dipol. Potentiale og feltstyrke af en dipol.

Foredrag 4. Ledere i et elektrostatisk felt. Elektrostatisk induktion. Feltstyrke ved overfladen og inde i lederen. Fordeling af ladning over overfladen af ​​en leder. Elektrostatisk beskyttelse. Forholdet mellem ladning og potentiale af en leder. Elektrisk kapacitet. Kondensatorer. Kapacitet af flade, sfæriske og cylindriske kondensatorer. En ledende kugle i et ensartet elektrostatisk felt.

Foredrag 5. Dielektrik. Gratis og bundne gebyrer. Polarisationsvektor. Forholdet mellem polarisationsvektoren og bundne ladninger. Vektor af elektrisk induktion i et dielektrikum. Dielektrisk modtagelighed og dielektrisk konstant og stoffer. Materialeligning for elektriske feltvektorer. Ostrogradsky-Gauss teorem for dielektrik. Dens differentielle form. Grænsebetingelser for spændingsvektorer og elektrisk induktion. Dielektrisk kugle i et ensartet elektrisk felt.

Foredrag 6. Energi i et system af elektriske ladninger. Interaktionsenergi og selvenergi. Elektrostatisk feltenergi og dens volumetriske tæthed. Energi af en elektrisk dipol i et eksternt felt. Ponderomotive kræfter i et elektrisk felt og metoder til deres beregninger. Forholdet mellem tankevækkende kræfter og ladningssystemets energi.

Foredrag 7. Elektronisk teori om polarisering af dielektrikum. Lokalt felt. Ikke-polære dielektrika. Clausius-Mossotti formel. Polær dielektrik. Langevin funktion. Polarisering af ioniske krystaller. Elektriske egenskaber af krystaller. Pyroelektrik. Piezoelektrik. Direkte og omvendt piezoelektrisk effekt og deres anvendelse. Ferroelektrik. Domænestruktur af ferroelektrik. Hysterese. Curie point. Anvendelse af ferroelektrik.

Foredrag 8. Konstant elektrisk strøm. Strømstyrke og tæthed. Nuværende linjer. Elektrisk felt i en strømførende leder og dens kilder. Kontinuitetsligning. Betingelse for at strømmen er stationær. Elektrisk spænding. Ohms lov for en del af et kredsløb. Elektrisk modstand. Ohms lov i differentiel form. Specifik elektrisk ledningsevne af et stof.

Foredrag 9. Strømninger i kontinuerlige medier. Jordforbinde. DC drift og strøm. Joule-Lenz lov og dens differentielle form. Udefrakommende kræfter. Elektromotorisk kraft. Ohms lov for et lukket kredsløb. Forgrenede kæder. Kirchhoffs regler. Eksempler på deres anvendelse.

Foredrag 10. Magnetostatik. Samspil mellem strømme. Nuværende element. Biot-Savart-Laplace-loven og dens feltfortolkning. Magnetfeltinduktionsvektor. Virkningen af ​​et magnetfelt på en strøm. Amperes lov. Sætning om cirkulationen af ​​magnetfeltinduktionsvektoren. Differentialform af cirkulationssætningen. Vortex karakter af magnetfeltet. Ligningen er div B = 0. Begrebet vektorpotentiale. Relativistisk karakter af magnetiske interaktioner.

Foredrag 11. Elementærstrøm og dens magnetiske moment. Magnetisk felt af en elementær strøm. Elementær strøm i et magnetfelt. Magnetisk felt af en bevægelig ladning. Interaktion mellem bevægelige ladninger. Lorentz kraft. Hall effekt.

Foredrag 12. Magnetisk induktionsvektorflux (magnetisk flux). Selvinduktans koefficient (induktans). Koefficienten for gensidig induktion af to kredsløb. Potentialstrømsfunktion. Kræfter, der virker på et strømførende kredsløb. Interaktion mellem to kredsløb med strøm.

Foredrag 13. Elektromagnetisk induktion. Faradays lov om elektromagnetisk induktion og dens differentielle form. Lenz' regel. Induktionsmetoder til måling af magnetiske felter. Toki Fuko. Fænomenet selvinduktion. Ekstra strømme af lukning og brud. Strømmens magnetiske energi. Magnetisk energi af et system af strømkredsløb. Magnetisk feltenergi og dens volumetriske tæthed.

Foredrag 14. Magnetik. Begrebet molekylære strømme. Et stofs magnetiseringsvektor og dets forbindelse med molekylære strømme. Magnetisk feltstyrke vektor. Magnetisk permeabilitet og magnetisk modtagelighed af et stof. Materialeligning for magnetfeltvektorer. Grænsebetingelser for vektorer af magnetisk feltstyrke og induktion. Magnetisk beskyttelse. Indflydelsen af ​​en magnets form på dens magnetisering.

Foredrag 15. Klassificering af magnetiske materialer. Diamagneter, paramagneter og ferromagneter. Klassisk beskrivelse af diamagnetisme. Larmor præcession. Paramagnetisme. Langevins teori. Mikroskopiske bærere af magnetisme. Magneto-mekanisk eksperiment af Einstein-de-Haas. Barnetts mekanomagnetiske eksperiment. Gyromagnetisk forhold.

Foredrag 16. Ferromagneter. Spontan magnetisering og Curie temperatur. Domænestruktur. Magnetiseringshysterese, Stoletov-kurve. Residual induktion og tvangskraft. Temperaturafhængighed af magnetisering. Kræfter, der virker på magneter i et magnetfelt.

Foredrag 17. Kvasi-stationære strømme. Betingelser for kvasi-stationaritet. Transiente processer i RC- og LC-kredsløb. Elektromagnetiske vibrationer. Oscillerende kredsløb. Naturlige vibrationer i et kredsløb. Ligning af harmoniske vibrationer. Energi lagret i kredsløbet. Dæmpede svingninger. Dæmpningsindeks. Afslapningstid. Logaritmisk dæmpningsreduktion. Kontur kvalitetsfaktor. Oscillationer i koblede kredsløb. Partielle svingninger og deres frekvenser. Normale vibrationer (tilstande).

Foredrag 18. Forcerede svingninger i kredsløbet. Processen med at etablere tvangssvingninger. Veksel sinusformet strøm. Aktiv, kapacitiv og induktiv modstand. Impedans. Ohms lov for vekselstrømkredsløb. Vektordiagrammetode og kompleks amplitudemetode.

Foredrag 19. Spændingsresonans. Spændinger og strømme ved resonans. Bredde af resonanskurven. Resonans af strømme. Kirchhoffs regler for vekselstrømkredsløb. AC drift og strøm. Effektive værdier af strøm og spænding.

Foredrag 20. Teknisk anvendelse af vekselstrømme. Generatorer og elektriske motorer. Trefaset strøm. Opnåelse og brug af et roterende magnetfelt. Stjerne- og trekantforbindelse af viklinger. Fase- og linjespændinger. Transformer. Funktionsprincip, enhed, anvendelse. Transformationskoefficient. Kernens rolle.

Foredrag 21. Højfrekvente strømme. Hudeffekt. Hudlags tykkelse. Maxwells ligningssystem som en generalisering af eksperimentelle data. Ledningsstrøm og forskydningsstrøm. Gensidige transformationer af elektriske og magnetiske felter. Elektromagnetiske bølger. Bølgeligning. Umov-Poynting vektor. Udbredelseshastigheden af ​​elektromagnetiske bølger.

Foredrag 22. Klassisk teori om elektronisk ledningsevne Drude – Lorentz. Tolman og Stewarts oplevelse. Ohms, Joule-Lenz og Wiedemann-Franz love. Begrænsninger af klassisk elektronisk teori. Begrebet båndteori om faste stoffer. Energiniveauer og dannelsen af ​​energizoner. Paulis princip. Fermi-Dirac statistik. Funktioner af båndstrukturen af ​​dielektrikum, halvledere og metaller. Forklaring af faste stoffers ledningsevne ved brug af båndteori.

Foredrag 23. Halvledere. Iboende og urenhedskonduktivitet af halvledere. P- og n-type halvledere, pn junction. Anvendelser af halvledere: halvlederdioder, transistorer, fotodioder, fotomodstande. Kontaktfænomener. Kontakt potentialforskel. Termoelektricitet. Termomotorisk kraft. Termoelementer. Peltier effekt. Thomson fænomen. Superledningsevne. Grundlæggende egenskaber ved superledere. Magnetisk induktion inde i en superleder. Meissner effekt. Kritisk felt. Høj temperatur superledningsevne. Anvendelse af superledere.

Dampturbiner af atomkraftværker. Del 1. Teori om termisk proces.

Kursus "Atomkraftværks dampturbiner. Del 1. Theory of Thermal Process" har til formål at opnå systematisk viden om princippet om drift, struktur og teori for den termiske proces flertrins dampturbiner af mættet damp fra atomkraftværker og dannelsen af ​​færdigheder og evner til at udføre standard termiske beregninger af turbine trin.