Wykład I
· Ciała przewodzące (przewodniki)– ciała zawierające ładunki, które mogą się w nich przemieszczać. Ciała które nie zawierają takich ładunków to dielektryki. Ciała będące normalnie dielektrykami, a uzyskujące własności przewodników w zmienionych warunkach to półprzewodniki
· Potencjał elektryczny w dowolnym punkcie P jest to stosunek pracy W wykonanej przez siłę elektryczną przy przenoszeniu ładunku q z tego punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku. Jednostka Volt równa 1J/1C
φ= Wp- ∞q
· Natężenie prądu elektrycznego
Graniczna wartość stosunku umownego dodatniego ładunku elektrycznego ∆Q, przepływającego przez przekrój przewodnika S w czasie ∆t
i=lim∆t-0dQdt
· Napięcie elektryczne
Jest to różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Jednostką jest wolt.
UAB= limq-0WABq= ABE∙dl
· Praca pola elektrycznego
Praca sił pola elektrycznego przy przemieszczaniu ładunku q na odcinku elementarnym dl między punktem początkowym K’ i punktem końcowym K’’ wynosi:
dW=F∙dl=q∙E∙dl∙cosα
Zaś przy przemieszczaniu między punktami A i B
WAB=ABF∙dl=qABE∙dl∙cosα
o Pole elektryczne – pole w którym działają siły elektryczne
Pole elektrostatyczne – pole elektryczne wytworzone w próżni przez ładunki nieruchome i niezmienne w czasie
Pole magnetyczne – wytwarzają je wokół siebie ładunki przemieszczające się ze stałą prędkością
Pole elektromagnetyczne – wytwarzają je wokół siebie ładunki poruszające się ruchem przyśpieszonym
o Zjawisko indukcji (jednostka Kolumb na metr do kwadratu)
Ładunek –Q gromadzi się po wewnętrznej stronie powierzchni a ładunek +Q po zewnętrznej stronie
· Zasada zachowania ładunku – postulat Maxwella
Suma algebraiczna ładunków elektrycznych w układzie odosobnionym jest stała.
o Siła Lorentza
Siła z jaką pole elektryczne i magnetyczne działają na znajdujący się w nich ładunek elektryczny
F=q∙(E+v∙B)
o Prąd przesunięcia –zachodzi pod wpływem polaryzacji elektrostatycznej, polega na przesuwaniu się ładunków w obszarze cząsteczek
Prąd unoszenia- uporządkowany ruch zjonizowanych cząsteczek
Prąd przewodzenia – prąd polegający na ruchu ładunków
· Pole elektryczne i magnetyczne jest niezależne wtedy gdy pole elektromagnetyczne jest wolnozmienne w czasie
· Pole elektrostatyczne powstaje wówczas gdy w pewnej przestrzeni umieszczony jest nieruchomy ładunek
· Gęstości:
- objętościowa(kolumb na metr do sześcianu)
ρ=qV
- powierzchniowa(kolumb na metr kwadratowy)
σq=qS
-liniowa (kolumb na metr)
τ=ql
Wykład II
· Prąd elektryczny – graniczna wartość stosunku dodatniego ładunku elektrycznego przepływającego przez przekrój przewodnika S w czasie t, do tego czasu
i=lim∆t→0dQdt
·
ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.
Q=RI2t
· Prawo Ohma w postaci całkowej
u=R ∙i
R-rezystancja (opór elektryczny) elementu
· Prawo Ohma w postaci różniczkowej
Średnia prędkość nośników prądu zależy wprost proporcjonalnie od wartości pojedynczego ładunku i natężenia zewnętrznego pola elektrycznego i w pewnym stopniu od temperatury
J=γ∙E
· Rezystancja liniowa – wtedy gdy prąd lub napięcie elementu nie powoduje zmiany jego rezystancji wtedy zależność prądu od napięcia oraz napięcia od prądu jest liniowa. Jeżeli występują zmiany rezystancji uzależnionych od prądu lub napięcia charakterystyki i oraz u rezystancyjnych są nieliniowe
· Rezystancja zastępcza oporników połączonych szeregowo
R=k=1nRk 1G=k=1n1Gk
· Rezystancja zastępcza oporników połączonych równolegle
G=k=1nGk 1R=k=1n1Rk
Wykład III
o Prawo Coulomba
Wartość bezwzględna sił oddziaływania elektrycznego F dwóch ładunków punktowych o wartościach bezwzględnych Q1 i Q2 umieszczonych w powietrzu (próżni) i oddalonych od siebie o r wynosi
F= Q1+ Q24∙π∙εo∙r2
o Twierdzenie Gaussa
Strumień indukcji elektrostatycznej przez powierzchnię zamkniętą, skierowany na zewnątrz tej powierzchni, jest równy obejmowanemu przez nią ładunkowi (tzn. znajdującemu się w obszarze wewnętrznym, objętym tą powierzchnią).
Ψ=D∙dS
· Pojemność kondensatora – zdolność ciał przewodzących do gromadzenia ładunku elektrycznego
C=QU
Jednostką jest farad równy Kolumbowi na wolt lub simensowi razy sekunda.
Wartość pojemności może zależeć od wartości napięcia
Wykład IV
· Równoległe połączenie pojemności liniowych
C=k=1nCk
Szeregowe połączenie pojemności
1C=k=1n1Ck
· Wzór na energię pola energię pola elektrostatycznego kondensatora liniowego
W=12∙Q∙U=12∙C∙U2=Q22C
Wykład V
o Obwód elektryczny – zbiór elementów połączonych ze sobą przewodami w taki sposób, że możliwy jest przepływ prądu elektrycznego
o Elementy sieciowe występujące w obwodzie
- idealne źródło napięciowe - czynnik motoryczny w obwodzie
- idealne źródło prądowe – czynnik motoryczny w obwodzie
- rezystancje – elementy rozpraszające energię
-pojemności – magazynuje energię
- indukcyjności – magazynuje energię
o Elementy obwodu w ujęciu zaciskowym
- dwójniki
-trójniki
-czwórniki
-wielobiegunniki
-wielowrotniki
o Równania wiążące napięcie i prąd elementów podstawowych
- rezystancja
uR=R∙iR
- pojemność
iC=C∙duCdt
- indukcyjność
uL=L∙diLdt
§ I (prądowe) prawo Kirchoffa – suma algebraiczna prądów zbiegających się w dowolnym węźle obwodu jest równa zero
k=1nik=0 n-liczba gałęzi zbiegających się w węźle
k-numer gałęzi zbiegającej się w węźle
§ II (napięciowe) prawo Kirchoffa
Suma algebraiczna napięć źródłowych i odbiornikowych w dowolnym oczku obwodu jest równa zero
k=1nek+ k=1nuk=0
n-liczba gałęzi tworzących oczko
K – numer gałęzi wchodzącej w skłąd oczka
o Rezystancja statyczna – ma wartości dodatnie
Rs=UI
Rezystancja dynamiczna- może przyjmować wartości dodatnie i ujemne
Rdyn=dUdI
o Warunki zmiany źródła napięcia na źródła prądu
Równość 2 z 3 wielkości: napięcia w stanie jałowym U prądu zwarcia I oraz rezystancji R wewnętrznej
Wykład VII
o Prawo Ohma dla obwodu nierozgałęzionego z n źródłami napięciowymi i k-rezystorami
I=k=1nEkk=1nRk
Zwrot prądu odpowiada zwrotowi obiegu oczka, zgodnie z którym sumowane są napięcia źródłowe
o
Wykład VIII
o Prądowe równanie równowagi
k=1gλik∙Ik i=1, …, m,
λ-współczynnik incydencji k-tej gałęzi i i-tego węzła
o Napięciowe równanie równowagi
k=1gδik∙Ek=0 l=1, …, n,
δ-współczynnik incydencji k-tej gałęzi i i-tego węzła
Wykład IX
o Elementy macierzy oczkowej
- leżących na głównej przekątnej rezystancji własnych oczek R, które są sumami rezystancji gałęzi wchodzących w skład j-tych oczek
- leżących poza przekątną główną, rezystancji wzajemnych oczek, których wartości są równe wartościom rezystancji gałęzi wchodzących w skład ...
Rzedzian8