Электричество. Магнетизм. Электромагнетизм

Систематически и подробно рассмотрено решение уравнений электродинамики в дифференциальной форме как решение волнового уравнения или уравнения Гельмгольца для векторных потенциалов в задачах возбуждения электромагнитных полей различными источниками в неограниченном однородном пространстве. Подробно разобраны параметры полей сферической, цилиндрической и плоской волн, поверхностной волны. Изложены основные теоремы и принципы электродинамики; основы теории открытых и закрытых направляющих систем и объёмных резонаторов; рассмотрены электромагнитно-волновые явления, возникающие при отражении плоской волны от плоской поверхности раздела сред, и явления рассеяния и дифракции электромагнитного поля, соответствующие прикладным задачам радиотехники. Особое внимание уделено физической интерпретации явлений электромагнетизма. Все разделы книги снабжены контрольными вопросами.

Рассматриваются решения прикладных задач электро- и магнитостатики, корректной постановки граничных задач с использованием уравнений Лапласа и Пуассона. Приводятся численные методы интегрирования уравнений.

Рассмотрено электромагнитное поле, посредством которого в классической физике осуществляется электромагнитное взаимодействие электрических зарядов — фундаментальное физическое взаимодействие, проявляющееся не только в электромагнитных явлениях, но и в ряде других явлений и процессов. В основе теории лежат уравнения Максвелла, которые дают математически строгое и полное описание всех известных в природе явлений электромагнетизма. Приведено решение большого числа задач, иллюстрирующих теоретический материал, а также развивающих и дополняющих его. Описаны новейшие технические достижения в области электромагнетизма. Материал, приведенный в учебном пособии, соответствует курсу лекций, читаемых авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках курса общей физики..

С позиции классической, макроскопической электродинамики рассмотрены основные закономерности поведения электромагнитных полей и волн. Приведены основные методы расчета взаимодействия электромагнитных волн с плоской границей раздела сред, а также начальные сведения из теории дифракции и элементарных излучателей. Предложен алгоритм расчета направляемых волн в линиях передачи. Рассмотрены основные классы этих волн и оценены их дисперсионные свойства. Рассчитаны характеристики различных типов волн. Оценены различные режимы работы линий передачи конечной длины и схемы построения объемных резонаторов, использующие конечные отрезки этих линий.

В учебном пособии излагаются вопросы моделирования электрических процессов в газонаполненных элементах, формирующих электронную цепь. Приведены графические изображения и аналитические соотношения, необходимые для оценки критериев ионизации и возбуждения элементарных частиц, пояснения механизма взаимодействия электронов и ионов, атомов и квантов электромагнитной энергии различных диапазонов частот. Изложен принцип работы и рассмотрены вольт-амперные характеристики ламп и трубок с разным типом разряда, зависящим от электропроводимости веществ, размеров и материала электродов, температуры окружающей среды и т.п. Описана специфика конструирования ионизационной камеры и дымового датчика, счетчика Гейгера-Мюллера и источников света при низком и высоком давлении газа или пара металлов.

В учебном пособии рассмотрены: физическая сущность процессов экстрагирования вообще и электроразрядного экстрагирования, в частности, технологические аспекты экстрагирования биологически активных компонентов из растительного сырья, качество получаемых экстрактов, принципиальное технологическое оформление процессов экстрагирования веществ из твердой фазы, кинетические закономерности процесса экстрагирования, массообмен во внешней и внутренней (твердой) фазах, кинетический расчет аппаратов, целью которого является определение габаритов аппарата, обеспечивающих заданную производительность, интенсификация процесса и аппаратура для его проведения. Основное внимание в книге уделено, в соответствии с ее названием, ускорению массообмена в процессе экстрагирования за счет создания в системе «жидкость-твердое» электрических разрядов, вызывающих, как показывают экспериментальные исследования, не только интенсификацию внешнего, но и внутреннего массообмена — за счет проникновения турбулентных пульсаций внутрь тела, разрушения мембранных оболочек клеток сырья растительного и животного происхождения, а в ряде случаев и за счет измельчения частиц твердой фазы.

Содержит краткий теоретический курс по разделам физики «Электричество» и «Магнетизм», задания для самостоятельной работы, контрольные задания, а также перечень лабораторных работ по данным разделам.

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих курс общей физики, раздел «Электростатика и постоянный ток», и нацелено на подготовку к прохождению тестовых заданий при проведении коллоквиумов, экзаменов по окончании семестров, при аккредитации и аттестации университета. В пособии приводятся необходимые фундаментальные константы и рабочие формулы, даются определения различных типов тестовых заданий. Представлен также раздел с детально разобранными тестовыми заданиями одного варианта теста и раздел с двумя вариантами – для самостоятельного выполнения и контроля усвоения соответствующих разделов дисциплины. Учебное пособие может быть использовано также разработчиками тестовых заданий.

Приведены краткие теоретические и практические сведения по методам измерения характеристик антенн в дальней и ближней зоне, а также параметров СВЧ-устройств, представлен цикл работ для дисциплин «Антенны и СВЧ-устройства СБЛ» и «Электродинамика».

Излагаются основные понятия и законы электромагнетизма и электродинамики. Рассматриваются прикладные вопросы: скин-эффект, плазмоника, волноводы и резонаторы, начала квантовой теории излучения, спонтанное параметрическое рассеяние света.

Учебно-методическое пособие по курсу физики подготовлено для студентов вузов физкультурного профиля и в доступной краткой, но тем не менее полной форме раскрывает сложный раздел курса «Электричество». В настоящее время все люди, в том числе и специалисты физкультурного профиля, являются активными пользователями электрической и электронной техники. Целью настоящего пособия является не только изложить плановый раздел курса физики «Электричество», но и привить студентам необходимые знания для использования их в повседневной практике общения с электрооборудованием как в профессиональной области, так и в жизни.

Пособие по курсу физики подготовлено для студентов вузов физической культуры обучающихся по направлениям подготовки бакалавров очной и заочной форм обучения. В пособии в краткой, при этом доступной форме, представлен учебный материал, отражающий один из сложнейших разделов курса физики - "Электричество". Принимая во внимание, что все жители планеты, в том числе и студенческая молодежь, сегодня являются активными пользователями электрической и электронной техники, авторы задались целью подготовки настоящего пособия не только для изложения содержания раздела курса физики "Электричество", но и для передачи обучающимся студентам необходимых знаний и навыков пользования различным современным электрооборудованием как в профессиональной, так и в повседневной практике.

Международный научно-технический и теоретический журнал. Цель журнала - освещение большого круга оригинальных идей и результатов научных исследований, ведущих российских, а также иностранных специалистов по следующим направлениям: новые математические методы; математическое моделирование физических процессов; космическое приборостроение, дистанционное зондирование неоднородных сред; космическая радиофизика, физика и техника СВЧ-диапазона; миллиметровые и субмиллиметровые волны; новые СВЧ-материалы и их применение; электродинамика искусственных сред и структур; фундаментальные основы теории и синтеза антенн; возбуждение, рассеяние и распространение волн в широком спектре частот на объектах простой и сложной формы; разработка новых подходов к задачам электродинамики низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводящих структур; применение РЛС и РМС систем с цифровым синтезированием апертуры антенн для дистанционного зондирования подстилающих поверхностей; спутниковые системы связи, вопросы метрологии; проблемы современной космологии, математические и радиофизические методы в биологии и медицине; R-функции, атомарные функции, вейвлеты, фракталы и хаос; лазерная физика; физика плазмы; физические олсновы приборостроения; статистическая радиофизика. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 1996 г.

Учебное пособие представляет собой рабочую книгу студента для лабораторного практикума по электродинамике. Для студентов физико-математических факультетов пединститутов.

В учебном пособии приведен базовый теоретический материал для курсов «Взаимодействие когерентного излучения с веществом» и «Техническая электродинамика», в котором рассматриваются основные свойства и параметры дисперсных систем и особенности распространения в них электромагнитных волн.

Учебное пособие «Электроакустические пьезопреобразователи и антенные решетки» продолжает серию учебных пособий для магистрантов, обучающихся в области пьезоэлектрического приборостроения. Описаны особенности электроакустических пьезопреобразователей и антенных решеток, а также представлены современные методы определения и контроля их параметров.

Учебное пособие «Электростатика. Постоянный электрический ток» содержит теоретическую часть по основам электростатики, теории постоянного электрического тока, кроме этого прилагаются инструкции к выполнению лабораторных работ. Учебное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВПО но направлению подготовки бакалавров и магистров бакалавров и магистров 02.03.03 - «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 09.03.01 - «Информатика и вычислительная техника», 09.03.02 - «Информационные системы и технологии» , 09.03.03 - «Прикладная информатика» , 09.03.04 - «Программная инженерия» , 10.03.01 - «Информационная безопасность» , 11.03.01 - «Радиотехника» , 11.03.02 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 27.03.04 - «Управление в технических системах», 27.03.05 - «Инноватика», 12.03.03 - «Фотоника и оптоинформатика», 11.05.01 - Радиоэлектронные системы и комплексы, 10.05.02 -Информационная безопасность телекоммуникационных систем.

Учебное пособие «Электромагнетизм» содержит теоретическую часть по основам электромагнетизма, кроме этого прилагаются инструкции к выполнению лабораторных работ. Учебное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров и магистров бакалавров и магистров 02.03.03 - «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 09.03.01 - «Информатика и вычислительная техника», 09.03.02 - «Информационные системы и технологии» , 09.03.03 - «Прикладная информатика» , 09.03.04 - «Программная инженерия» , 10.03.01 - «Информационная безопасность» , 11.03.01 «Радиотехника» , 11.03.02 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 27.03.04 - «Управление в технических системах», 27.03.05 - «Инноватика», 12.03.03 - «Фогоника и оптоинформатика», 11.05.01 - Радиоэлектронные системы и комплексы, 10.05.02 -Информационная безопасность телекоммуникационных систем.

Пособие посвящено методам решения задач по курсу общей физики раздела «Электромагнетизм». Большинство рассматриваемых задач взято из сборника задач И.Е. Иродова «Задачи по общей физике». Каждый раздел предваряется кратким изложением теоретических вопросов, приводятся основные формулы. Описывается методика решения задач, которая может быть применена в данном разделе.

Книга содержит теоретический материал (основные идеи электромагнетизма), а также разбор многочисленных примеров и задач. Задачи тесно связаны с основным текстом и часто являются его развитием и дополнением. Материал книги, насколько возможно, освобожден от излишней математизации — основной акцент перенесен на физическую сторону рассматриваемых явлений.

Предлагается новая концепция построения курсов «Электромагнетизм»,«Электродинамика» и т.п. с учетом ярких научных достижений и технические разработок в области электромагнетизма. С приходом в повседневную жизнь этих достижений изменилась не только среда обитания, но также менталитет и образ мыслей homo sapiens. И это является главным аргументом в пользу необходимости обновления программ и учебной литературы.

Модульный учебный комплекс МУК-ЭМ2, предназначен для проведения практикума по электричеству и магнетизму в высших и средних учебных заведениях.

Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электрон-фотонное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фотонами, что безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах.

Рассмотрены общие вопросы электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики, источники и каналы передачи помех, методы и технические средства борьбы с радиопомехами, помехоустойчивость, а также методы испытаний и сертификации элементов вторичных цепей на помехоустойчивость, нормы по допустимым напряженностям электрических и магнитных полей промышленной частоты для персонала и населения.

В монографии систематизированы и обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследований электрических разрядов постоянного и высокочастотного тока со струйными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях. Рассмотрены особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода, формы многоканального разряда и аномального тлеющего разряда между струйным, капельным и пористым электролитическим катодом и твердым анодом, а также между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом. Особое внимание уделено изучению механизма горения многоканального разряда при пониженных давлениях и разработке на его основе новых технологий модификации поверхности материалов и изделий. Впервые представлены результаты экспериментального исследования высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами со струей электролита в широком диапазоне давления. Приведена математическая модель высокочастотной плазменной обработки твердых тел при пониженном давлении.

Во второй части монографии рассматриваются волновые процессы в электромагнитном поле, начиная с геометрической оптики и заканчивая излучением и рассеянием электромагнитных волн. Внимание уделено таким явлениям, как интерференция и дифракция, вынужденное излучение (лазеры, мазеры). Наглядность изложения сочетается с доступным теоретическим анализом. Описаны важнейшие эксперименты и интересные с точки зрения физики практические приложения, включая голографию, спектральный анализ, генерацию и индикацию электромагнитных волн, лазеры и лазеры на свободных электронах.

В книге последовательно изложены основные положения классической электромагнитной теории, включая движение заряженных частиц в поле и структуру электромагнитной волны. Дана наглядная картина физических явлений в сочетании с упрощенным теоретическим анализом. Описаны важнейшие эксперименты и интересные с точки зрения физики практические приложения.

Монография включает рассмотрение всех основных физических свойств d- и f-переходных металлов и изложение соответствующих теоретических концепций. Подробно обсуждаются некоторые нетрадиционные вопросы: влияние особенностей плотности состояний на электронные свойства; многоэлектронное описание сильного коллективизированного магнетизма; механизмы магнитной анизотропии; микроскопическая теория аномальных кинетических явлений в ферромагнетиках. Помимо классических проблем физики твердого тела в применении к переходным металлам, рассмотрены современные достижения в теории электронных корреляций d- и f -систем в рамках многоэлектронных моделей.

На основе ковариантных уравнений электродинамики получены строгие решения поставленных граничных задач о возможности существования электромагнитных волн и колебаний во вращающихся открытых и закрытых направляющих системах и резонаторах, являющихся математическими моделями вращающихся интерферометров и гироскопов; определены и проанализированы параметры электромагнитных полей, обнаружены эффекты появления критических частот вращения в направляющих системах и проявления серии собственных частот вращения в резонаторах; дан анализ применяемого в настоящее время приближенного многомодового способа измерения частоты вращения; уточнены расчетные формулы, предложены одномодовый (резонансный) и одноволновый способы измерения; показаны преимущества применения электромагнитных полей частот радиодиапазона.

Рассматриваются два наиболее сложных и принципиально важных раздела курса электродинамики — специальная теория относительности и теория электромагнитного поля. Даются основные представления о пространстве-времени и о физических полях, отличные от представлений классической физики. Приводятся примеры решения конкретных задач, а также предлагаются задачи для самостоятельного решения, контрольные вопросы и задания.

Учебно-методическое пособие по курсу физики подготовлено для студен- тов вузов физкультурного профиля и в доступной краткой, но тем не менее полной форме раскрывает сложный раздел курса «Электричество». В настоящее время все люди, в том числе и специалисты физкультурного профиля, являются активными пользователями электрической и электронной техники. Целью настоящего пособия является не только изложить плановый раздел курса физики «Электричество», но и привить студентам необходимые знания для использования их в повседневной практике общения с электро- оборудованием как в профессиональной области, так и в жизни.

Рассмотрены основные законы магнитного поля и электромагнитной индукции. Изложены методики измерения энергии магнитного поля с помощью калориметра. Дано описание лабораторной установки. Приведен порядок выполнения работы.

В методических указаниях изложены методы решения задач по фундаментальным разделам курса общей физики. В каждом разделе приведены необходимые краткие теоретические сведения,содержащие фундаментальные утверждения в виде теорем или обобщений, а также даны примеры решения типовых задач.

В учебном пособии рассматриваются электродинамические свойства и характеристики самых различных материальных сред: проводников и диэлектриков, плазмы и сверхпроводников, жидких кристаллов и магнетиков, перколяционных, киральных и биологических систем. Основное внимание уделяется таким характеристикам сред, как удельная проводимость, диэлектрическая и магнитная проницаемости, их дисперсионным свойствам.

Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электрон-фононное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фононами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах.

Вычислен магнитный вклад в энергию поля вращающегося заряженного металлического эллипсоида вращения (сфероида). Метод расчёта не использует операций объёмного интегрирования плотности энергии либо поверхностного интегрирования скалярного произведения векторов плотности тока и вектор! потенциала сфероида и может быть интересен студентам старших курсов физических факультетов университетов, изучающим классическую электродинамику.

Настоящие методические указания и задания на курсовую работу предназначены для студентов дневной формы обучения, обучающихся по программе подготовки бакалавров по направлению 200600 "Фотоника и оптоинформатика". Целью выполнения курсовой работы является: систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний по дисциплине, развитие навыков самостоятельной работы с научно-технической и справочной литературой по теории электромагнитного пля и технике СВЧ устройств.

В учебном пособии описаны экспериментальные методы в сильноточной электронике, в том числе особенности осциллографической регистрации наносекундных сигналов, высоковольтных импульсов напряжения и больших импульсных токов, измерения параметров сильноточных электронных пучков и мощных импульсов СВЧ-излучения, радиосигнальные линии передачи и методы борьбы с электромагнитными помехами.

В учебное пособие вошли три раздела общего курса физики. Данные разделы рассмотрены в соответствии с примерной программой курса общей физики для не физических факультетов университетов. В каждой части рассмотрены примеры решения типовых контрольных заданий и предложены задания для самостоятельного решения.

Разработана методика бифуркационного анализа параметрических нестабильностей электромагнитных волн и "длинноволновых" безобменных магнитостатических волн (МСВ) в трехмерных электродинамических структурах с нелинейными пленочными ферритовыми включениями. Проведен бифуркационный анализ параметрического возбуждения МСВ в пленочных ферритовых включениях в резонаторной структуре и рассчитаны пороговые значения амплитуды волны накачки с помощью специального вычислительного алгоритма, позволяющего определять точки бифуркации нелинейного оператора Максвелла с учетом ограничивающих геометрий.

В пособии изложены основные сведения по элементарным процессам, в результате которых происходит возникновение и гибель заряженных и возбужденных частиц в плазме, а также по явлениям переноса в низкотемпературной слабоионизованной плазме (дрейфовое и диффузионное движения). Наряду со сведениями, позволяющими понять физическую сущность разного типа реакций в плазме, приведены также экспериментальные данные по основным сечениям и константам процессов. Разработано в рамках реализации Инновационной образовательной программы ТПУ по направлению «Энергосберегающие, базовые специальные и промышленные электроразрядные, радиационные и плазменно-пучковые технологии».

В монографии обобщены результаты, полученные при воздействии концентрированных потоков энергии на конструкционные и инструментальные стали, композиционные материалы и твердые сплавы. Приведены данные об использовании концентрированных потоков энергии в промышленности. Особое внимание уделено систематическому исследованию структурно-фазового состава композиционных покрытий на основе быстрорежущей стали, полученных в условиях вакуумной электронно-лучевой наплавки.

Прямое преобразование тепла в электричестве - один из наиболее привлекательных альтернативных источников энергии.

Система очистки сточных вод может давать электричество.

Пособие предназначено для углубленного освоения электростатики. Решение разнообразных по содержанию и уровню сложности качественных и количественных задач, объединенных в кейс по одной теме, помогает лучше ориентироваться в самостоятельной подготовке к ЕГЭ и олимпиадам. Использование кейса учителями во время проведения семинарских занятий и зачетных уроков способствует глубокому усвоению обучающимися первичных неопределяемых понятий заряда и по- ля, а также важнейших свойств и характеристик поля, необходимых для дальнейшего изучения электродинамики. Кейс не подменяет существующие контрольно-измерительные материалы и задачники, но помогает структурированию и систематизации знаний по теме.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Задачник содержит краткие теоретические сведения и набор заданий различной степени трудности, необходимые для самостоятельного решения. Вторая часть издания состоит из четырёх разделов. В них собран материал, включающий задачи на элементарные излучатели, направляющие системы, объёмные резонаторы, а также на поверхностный эффект в проводниках различной геометрии и эффективность различных технических решений по экранированию полей.

Задачник содержит краткие теоретические сведения и набор заданий различной степени трудности, необходимые для самостоятельного решения. Первая часть издания состоит из четырех разделов. В них собран материал, включающий упражнения с векторами электромагнитного поля, приведены задачи на структуру и параметры поляризации плоских электромагнитных волн при их распространении в однородных изотропных средах, а также при взаимодействии электромагнитного излучения с плоской границей раздела различных сред. Предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 010801 Радиофизика и электроника, 210302 Радиотехника, направлениям 210400 Телекоммуникации и 010800.62 Радиофизика (дисциплины «Физика волновых процессов», «Электромагнитные поля и волны», «Электродинамика и распространение радиоволн», «Электродинамика СВЧ», блок ЕН, ОПД, ДС), очной и заочной форм обучения.