Электричество. Магнетизм. Электромагнетизм

Научный журнал «Известия вузов. Физика» представляет фундаментальную физику России, содействует укреплению сложившихся научных школ, способствует развитию новых научных направлений.

В учебном пособии изложена теория распространения ЭМВ в различных линиях передач. Подробно исследованы различные граничные условия в волноведущих структурах и основные соотношения описывающие процессы переноса микроволновой мощности в некоторых наиболее известных волноводных структурах различных типов, а также линиях передачи полоскового типа. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала.

Даны краткие теоретические сведения по теории электромагнитных волн в свободном пространстве и в направляющих и излучающих системах СВЧ. Приведены задачи для самостоятельного решения.

Учебное пособие соответствует второй части рабочей программы по физике для студентов АВТФ НГТУ, обучающихся по направлениям: «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии», «Программная инженерия», «Информационная безопасность», «Биотехнические системы и технологии», «Машиностроение», «Приборостроение», «Управление в технических системах», по специальности «Информационная безопасность автоматизированных систем». Приведены примеры решения и задачи по всем темам разделов «Электромагнетизм». Предназначено для аудиторной и самостоятельной работы студентов.

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.

Содержит теоретический материал и описания лабораторных работ по разделу общего курса физики «Проводники и диэлектрики в электростатическом поле». Описания лабораторных работ включают порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента.

Учебник предназначен для учащихся 11 классов, изучающих физику на базовом уровне, создан с учётом современных научных представлений и включает следующие разделы: «Электродинамика (продолжение)», «Колебания и волны», «Квантовая физика и астрофизика». Методический аппарат учебника составляют вопросы, система заданий, включающих вычислительные и графические задачи, вопросы для обсуждения, содержащие качественные задачи, задания для экспериментальной проектной деятельности, темы рефератов и проектов, описания лабораторных работ. Большое количество красочных иллюстраций, графиков и схем, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

Учебник предназначен учащимся 11 классов, в которых физика изучается на углублённом уровне, и является продолжением учебника «Физика. Углублённый уровень. 10 класс» того же автора. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включён в Федеральный перечень учебников в составе завершённой предметной линии. Книга создана с учётом современных научных представлений, включает следующие разделы: «Электродинамика», «Электромагнитное излучение», «Физика высоких энергий», «Элементы астрофизики». Достоинством учебника является тщательно разработанный методический аппарат, включающий вопросы, задачи различной степени сложности, творческие задания, описания лабораторных работ. Книга хорошо иллюстрирована. К учебнику изданы тетради для контрольных работ и дидактические материалы. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен при участии Г. Г. Никифорова. Творческие задания составлены О. А. Крысановой и Н. В. Ромашкиной.

В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы школьной программы, представлены основные применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включен в Федеральный перечень учебников в составе завершенной предметной линии.

В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы школьной программы, представлены основные применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Учебник дополнен вопросами и заданиями, направленными на формирование познавательных интересов на основе интеллектуальных и творческих способностей учащихся, на овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включен в Федеральный перечень учебников в составе заверешенной предметной линии.

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Учебник предназначен для учащихся 11 классов и включает следующие разделы: «Электродинамика», «Элементы квантовой физики», «Астрофизика», лабораторные работы. Методический аппарат учебника составляют вопросы для самопроверки, система заданий, включающих качественные, графические и вычислительные задачи, вопросы для дискуссии, исследовательские задания, темы проектов. В учебнике имеется рубрика «За страницами учебника», в которую помещён дополнительный материал. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен С. В. Степановым.

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включён в Федеральный перечень учебников в составе завершённой предметной линии. Учебник предназначен учащимся 10 классов, изучающим физику на углублённом уровне. Данный учебник создан с учётом современных научных представлений и включает следующие основные разделы: «Механика», «Молекулярная физика», «Электростатика». Достоинством учебника является тщательно разработанный методический аппарат, включающий вопросы, задачи различной степени сложности, творческие задания, описания лабораторных работ. Книга хорошо иллюстрирована. К учебнику изданы тетради для контрольных работ, дидактические материалы. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен при участии Г. Г. Никифорова. Творческие задания составлены О. А. Крысановой и Н. В. Ромашкиной.

Учебник предназначен учащимся 11 класса, изучающим физику на базовом уровне, и является продолжением учебника «Физика. 10 класс» того же автора. Учебник создан с учётом современных научных представлений, соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и включает следующие разделы: «Электродинамика», «Электромагнитное излучение», «Физика высоких энергий», «Элементы астрофизики». Достоинством учебника является тщательно разработанный методический аппарат, включающий вопросы, задачи, творческие задания, описания лабораторных работ. Синим цветом выделены названия параграфов, необязательных для изучения. К учебнику изданы дидактические материалы. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен Г. Г. Никифоровым. Творческие задания составлены О. А. Крысановой и Н. В. Ромашкиной.

В учебнике, завершающем предметную линию учебно-методических комплектов по физике для учащихся 10—11 классов, рассмотрены теория электромагнитных колебаний и волн, вопросы квантовой физики, а также строения и эволюции Вселенной. Учебный материал содержит задания, позволяющие обеспечить достижение личностных, метапредметных и предметных результатов образования. Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует углублённый уровень образования учащихся 11 классов.

Данный учебник завершает линию учебно-методических комплексов «Сферы» по физике. Издание подготовлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования. Материал учебника направлен на формирование научных представлений о физических законах и явлениях и основывается на достижениях современной физики и техники. Главными особенностями данного учебника являются фиксированный в тематических разворотах формат, лаконичность и жёсткая структурированность текста, разнообразный иллюстративный ряд.

Материал учебника, завершающего предметную линию «Классический курс», даёт представление о современной физике: теории относительности, квантовой теории, физике атомного ядра и элементарных частиц, строении Вселенной. Учебный материал содержит информацию, расширяющую кругозор учащегося; темы докладов на семинарах, интернет-конференциях; ключевые слова, несущие главную смысловую нагрузку по изложенной теме; образцы заданий ЕГЭ.

В учебнике, начинающем предметную линию «Классический курс», рассмотрены преимущественно вопросы классической физики: классической механики, молекулярной физики, электродинамики. Учебный материал содержит информацию, расширяющую кругозор учащихся; темы докладов на семинарах, интернет-конференциях; ключевые слова, несущие главную смысловую нагрузку по изложенной теме; образцы заданий ЕГЭ.

В книге рассмотрены основные задачи и особенности организации лабораторных исследований с удаленным доступом в электрических цепях, приведено описание специализированного сетевого учебно-исследовательского аппаратно-программного комплекса «Физика. Электродинамика», разработанного с применением технологий National Instruments, на базе которого выполняются лабораторные исследования, разобраны методики математического моделирования физических процессов в электрических цепях с применением системы OrCAD, даны задания и методические указания к циклу лабораторных работ по экспериментальному исследованию и математическому моделированию физических явлений в электрических цепях (однородный участок цепи, RC- и RL-цепи, последовательный колебательный контур, цепи с германиевым и кремниевым полупроводниковыми диодами).

Эта книга написана с целью дать возможность читателям, приступающим к изучению электрических цепей получить радость от этого процесса. В книге парочка персонажей из параллельного мира Фьюз и Космо, постепенно узнают много нового, бросая вызов задачам с использованием электрических цепей: от постоянного и переменного тока до генерации и передачи электроэнергии. Автор стремится к тому, чтобы читатели, сопереживая этим героям и испытывая вместе с ними удовольствие от решения задач, тоже не уступали им, а повышали свой уровень мастерства. Цель книги заинтересовать школьников, студентов и просто любителей физики изучить теорию электрических цепей. Эти базовые знания дадут толчок к дальнейшему пониманию мира электротехники, умных сетей электроснабжения и космической энергетики.

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

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению параметров функциональных материалов с помощью волновода. В пособии содержится общая информация о волноводах, описаны методы измерения и расчетов электрических параметров различных материалов. В приложении описаны особенности методик измерений, основные результаты, полученные авторами за последние несколько лет.

Основное внимание уделено вопросам распространения и дифракции электромагнитных волн в искусственных средах имеющих упорядоченную структуру – так называемым фотонным кристаллам (ФК). Описаны современные строгие электродинамические методы анализа фотонных кристаллов. Исследуются явления полос непрозрачности, зависящих от поляризации и направления распространения собственных волн кристалла. Приводятся методики гомогенизации фотонного кристалла в области низких частот. Показаны результаты синтеза и строгого анализа фокусирующих устройств выполненных из ФК.

В книге представлены результаты исследований бинарных систем твердых растворов на основе мультиферроиков феррита висмута, феррониобата свинца и манганита висмута. При помощи современных методов исследований получены данные о кристаллической и зеренной структуре, пиросегнетоэлектрических, диэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических свойствах полученных соединений. Рассматриваются вопросы практического применения разработанных материалов.

Содержит краткий теоретический курс по разделам физики «Электростатика», «Постоянный ток», «Магнетизм». Рассмотрены примеры решения задач, предложены вопросы для самоконтроля и контрольные задания.

Содержит теоретический материал и описание лабораторных работ по разделу общего курса физики «Магнитное поле». Особое внимание уделено изложению основных закономерностей магнетизма вещества и физики магнитных явлений, встречающихся в процессе выполнения лабораторных работ. Описание лабораторных работ содержит порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента.

В представленном пособии рассматриваются два классических раздела физики – механика Ньютона и электродинамика Максвелла. При этом основные положения изложены под прикладным углом зрения, приведены примеры инженерной реализации рассматриваемых физических явлений и описывающих эти явления законов и уравнений. Для учащихся предложены небольшие проектные задания по созданию соответствующих технических устройств.

В монографии представлен обзор работ в области высоковольтной электрофизики и диагностики высоковольтного электрооборудования. Изложены результаты собственных исследований авторов, часть из которых не публиковалась на русском языке. Актуальность представляемой работы не вызывает сомнений, поскольку в ней рассмотрены жизненно важные для эксплуатирующих высоковольтное оборудование организаций вопросы диагностирования высоковольтной изоляции. Представлен исторический обзор применения характеристик частичных разрядов для диагностирования высоковольтного оборудования, рассмотрены модели и физическая картина ЧР, время задержки их формирования, связь истинного и кажущегося заряда ЧР, динамика и роль осевших зарядов в процессе ЧР.

В учебном пособии в краткой форме представлены фундаментальные законы и понятия электричества. Изложенный материал позволяет студентам I курса повторить, закрепить и систематизировать основные знания по электричеству, полученные в средней школе. Эти знания, будучи базовыми, создают основу для дальнейшего успешного освоения электроэнергетики и электротехники. Учебное пособие может быть использовано для изучения курса «Введение в направление», а также при подготовке к изучению теоретических основ электротехники. Пособие может быть также полезно студентам других специальностей, изучающим общую электротехнику.

В учебном пособии рассмотрены теоретические и экспериментальные исследования физики колебательных и волновых явлений в механике и электромагнетизме, изучаемые в общем курсе физики технических университетов.

Юи, дочь владельцев отеля, мечтает оснастить его по последнему слову техники. Но прежде, чем строить крупные планы, надо справиться с решением элементарных задач – в частности, наладить работу электрического оборудования в здании. Героиня манги пройдёт все этапы знакомства с электрооборудованием, начиная с простейшего (розетки и выключатели) и заканчивая электроприборами и сложными системами, включая трансформаторную подстанцию, аварийное освещение и средства защиты от стихийных бедствий. В разделах изложена базовая информация, при этом в каждой главе приводится дополнительный материал. Те, кому достаточно получить общее представление об устройстве и работе электрооборудования, могут пропустить эти страницы и остановиться на начальном уровне.

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..

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами материалов третьего модуля курса «Физика». Кратко изложены основы электростатики и магнитостатики. Даны основные понятия и определения. Рассмотрены примеры решения задач. Приведены задачи для самостоятельного решения.

Пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами материалов четвертого модуля курса «Физика». Рассмотрены теоретические основы следующих разделов физики: уравнения Максвелла, электромагнитные волны и основные положения волновой оптики. После каждого раздела приведены решения тематических задач и задания для самоконтроля.

Рассмотрен способ определения удельного заряда электрона методом магнетрона. Приведены принципы работы магнетрона. Дано описание устройства магнетрона начиная от испускания электронов из катода под действием термоэлектронной эмиссии. Рассмотрены виды траекторий электронов при различных значениях электрических и магнитных полей и их параметры. Описаны силы, действующие на заряд при его движении в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Приведены основные сведения об электропроводности твердых тел, описана лабораторная установка, изложена методика измерения сопротивления металлов и полупроводников в зависимости от температуры.

Предназначено для самостоятельной подготовки студентов к выполнению лабораторных работ по курсу «Электрические измерения неэлектрических величин». Рассмотрены основы электрических измерений на примерах мостовых схем. Исследованы методы определения методической погрешности измерений, обусловленной влиянием измерительных приборов.

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.

Книга содержит результаты исследований пироэлектрических, диэлектрических и флексоэлектрических свойств сегнетоэлектриков и мультиферроиков. Приведены примеры использования сегнетокерамических материалов в пьезоэлектрических преобразователях энергии и рассмотрены конструктивные особенности преобразователей консольного типа. Книга посвящается 50-летнему юбилею со дня основания Научно-исследовательского института физики Южного федерального университета.

Методические указания содержат работу для студентов по курсу «Физика», описание и последовательность её выполнения. Приводятся также необходимые теоретические сведения по теме «Электромагнетизм», в которых изучаются характеристики и свойства магнитных полей в вакууме и веществе и их действие на движущиеся заряды.

Монография посвящена исследованию физических и конструктивно-технологических особенностей резонансных отрезков электродинамических замедляющих систем и структур с метаматериалами для создания на их основе многофункциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию и улучшение электрических параметров и характеристик микроволновых частотно-селективных устройств. Предложенные и разработанные конструкции перспективны для применения в составе современных средств телекоммуникаций и связи.

В книге приведены фактические данные о наблюдениях в естественных условиях малоизученного и опасного природного феномена — шаровой молнии. Около трехсот сообщений очевидцев иллюстрируют наиболее редкие свойства шаровой молнии, такие как ее способность проходить сквозь оконные стекла, не оставляя отверстий, вызывать у людей ожоги кожи под одеждой, зажигать не включенные электролампочки, вызывать теле- и радиопомехи, проникать в закрытые помещения и т. п. На основе статистического анализа нескольких тысяч описаний составлен портрет «средней» шаровой молнии и найдены корреляционные зависимости между различными ее свойствами. Проводятся в рамках обычного курса математической физики оценки отдельных свойств шаровой молнии, таких как собственный электрический заряд или интенсивность электромагнитного излучения. Она содержит редко встречающиеся описания поведения шаровой молнии в естественных условиях — фактический материал о спорных, наиболее редко наблюдаемых свойствах этой разновидности грозового электричества, а также качественные и количественные оценки свойств шаровой молнии.

Рассмотрена изобилующая событиями, полная драматизма, насыщенная большими и малыми открытиями история развития учения об электрических явлениях и областях их практического применения, простирающаяся из глубины веков и продолжающаяся поныне. Большая часть величайших открытий и изобретений в области электричества произошла за последние полтораста лет. Итоги ее стремительного развития мы наблюдем буквально на глазах. Это радио, телевидение, компьютерные технологии, сотовая связь, интернет, различные электронные гаджеты без которых люди свободно обходились всего лет тридцать назад. В книге на основе многочисленных и ранее не публиковавшихся в связи с их малой доступностью исторических материалов по возможности объективно описаны научные подвиги сотен и сотен изобретателей и подвижников науки, сделавших достоянием широких масс народов всех стран свои передовые идеи, ускоривших течение времени, приблизивших будущее.

Содержит подробный теоретический материал, описание лабораторных работ по теме «Законы постоянного тока». Особое внимание уделено физическим основам закономерностей протекания электрического тока в различных средах, а также методам измерения характеристик цепей постоянного тока.

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 изложены основные теоретические положения об измерениях в медицине, методах медицинской диагностики. В данной части рассмотрены две укрупненные группы методов диагностики: на основе механических проявлений жизнедеятельности, а также пассивные электрические методы. Содержатся вопросы проведения медицинских функциональных исследований на основе исследования низкочастотных акустических колебаний, возникающих при работе сердечно-сосудистой и других систем органов, а также электрических проявлений жизнедеятельности.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению метода измерения параметров функциональных материалов с помощью микрополосковой линии передачи.

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.

Проанализирована физиология микроорганизмов в присутствии относительно нового экзогенного фактора – неионизирующих электромагнитных полей крайне высоких частот (миллиметрового диапазона) нетепловой интенсивности, рассмотрены возможности их практического применения для регулирования эволюции биообъектов.

С использованием программного пакета Power Point отражены основные вопросы курса «Общая физика» (разделы Электричество» и «Магнетизм»). Представление материала в виде различных информационных блоков – текста, формул, графиков – позволяет повысить качество преподавания, уровень понимания и усвоения материала слушателями.