Системы отсчета Скорость как производная пути по времени Обобщение понятия скорости для химических реакции и переноса тепла

Системы отсчета. Скорость как производная пути по времени. Обобщение понятия скорости для химических реакции и переноса тепла.
Система отсчета – э то совокупность тела отсчета, системы координат и системы отсчета времени, связанные с телом, относительно которого изучается движение. Математически движение описывается уравнением, в котором указывается, как относительно времени меняются координаты, описывающие положение тела (точки) в системе координат.
Системы отсчета подразделяются на:
Инерциальные системы отсчета – гипотетические, математически модулируемые системы, в которых все тела движутся равномерно и прямолинейно, либо покоятся. Пространство и время однородны. В ней выполняются все законы Ньютона.
Неинерциальные системы отсчета – в таких системах не выполняется первый закон Ньютона. В таких система тела движутся с ускорением или поворачиваются относительно инерциальных систем.
Сопутствующие системы отсчета – системы связанные с самим рассматриваемым телом и движущаяся вместе с ним. В этих случаях скорость рассматриваемого тела равно нулю, в то время, как ускорение – отличается от него.
Скорость как производная пути по времени – физическая векторная величина, характеризующая быстроту и направление перемещения физической точки относительно системы отсчета.
Скорость химической реакции – изменение количества одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционно площади. Всегда является положительной величиной. Определяется законом действующих масс: скорость химических реакций в каждый момент пропорциональна концентрациям реагентов, возведенным в степени, равные их стехиометрическим коэффициентам.
Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая в основном идёт на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить: экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла, эндотермические реакции в ходе которых тепло поглощается из окружающей среды.
Понятие градиента и интенсивности переноса физических величин. Применение этих понятии в явлениях переноса.
Градиент – мера возрастания или убывания какой-либо физической величины при перемещении на единицу длины.
Перенос – необратимый процесс, в результате которого в физической системе происходит пространственное перемещение какой-либо физической величины (частицы с какими-либо физическими характеристиками).
Диффузия (перенос) – распространение молекул или атомов одного вещества среди молекул или атомов другого, приводящее к выравниванию их концентраций по всему объему. Перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область низкой (вдоль вектора градиента концентрации). Интенсивность переноса (скорость диузии) будет зависеть от площади поперечного сечения, а так же разности концентрации, температур, зарядов и т.д.
Диффузия. Закон Фика. Явление диффузии в биологических системах, виды диффузии.
Диффузия (перенос) – распространение молекул или атомов одного вещества среди молекул или атомов другого, приводящее к выравниванию их концентраций по всему объему.
Первый закон Фика утверждает, что плотность потока вещества пропорциональна коэффициенту диффузии и градиенту концентрации. Второй закон связывает пространственное и временное изменение концентрации: скорость изменения плотности диффузионного потока пропорциональна скорости изменения градиента концентрации с тем же коэффициентом.
В биологических системах диффузия играет большую роль. Большинство питательных веществ и продуктов обмена перемещается путём диффузии. И происходит это на разных уровнях организации: диффузия через клеточную, сосудистую стенки, стенку кишечника и альвеолы. То есть, она обеспечивает такие процессы как питание клетки, дыхание всего организма, пищеварение. Кроме того, наиболее часто именно скорость диффузии является лимитирующей (определяющей) скорость физико-химических процессов. Это связанно с тем, что именно диффузия – наиболее медленная часть процесса.
На принципах диффузии так же основана работа таких важных аппаратов, как «искусственная почка». Через полупроницаемую мембрану диффундируют вредные низкомолекулярные вещества (билирубин, мочевая кислота и мочевина, ионы калия).
Виды диффузии: простая, облегчённая, активный транспорт.
Простая – происходит по градиенту концентрации, диффундируют малые неполярные вещества.
Облегчённая: заряженные частицы не могут самостоятельно проникать через клеточную стенку. Для этого им требуется белок-переносчик или специальный канал в мембране, образованный определёнными белками и заполненный водой.
Активный транспорт – происходит только с затратой энергии (АТФ) и направлен против градиента концентрации вещества. Осуществляется так же при помощи систем белков (например «ионные насосы»).
4. Теплопроводность. Закон Фурье. Явление теплопроводности в живых организмах.

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любыхтелах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.
Согласно гипотезе Фурье, количество теплоты d2Qτ, проходящее через элемент изотермической поверхности dF за промежуток времени dτ, пропорционально температурному градиенту :
.
Здесь множитель λ называется коэффициентом теплопроводности. Знак минус указывает на то, что теплота передается в направлении уменьшения температуры. Количество теплоты, прошедшее в единицу времени через единицу изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока:
.
Уравнения выше являются математическим выражением основного закона теплопроводности — закона Фурье.
Источниками теплообразования в клетках являются расщепление АТФ и окислительные реакции. В организме постоянно идут окислительные реакции, сопровождающиеся выделением энергии, которая идет на выработку АТФ. При расщеплении АТФ до АДФ и остатка фосфорной кислоты выделяется 13 кДж тепла.
Существует 2 способа изменения температуры тела: теплопродукция и теплообмен. Для поддержания постоянной температуры тела необходимо установление баланса между теплоотдачей и теплопродукцией. Согласно закону охлаждения Ньютона, отданное телом тепло пропорционально разности между внутренней частью тела и окружающей средой. У человека при температуре окружающей среды, равной 37◦С, теплоотдача равна нулю.1
5. Уравнениe и графики смещения, скорости и ускорения гармонического осциллятора. Полная энергия осциллятора.
Гармони́ческий осцилля́тор (в классической механике) — система, которая при смещении из положения равновесия испытывает действие возвращающей силы F, пропорциональной смещению x (согласно закону Гука):
F=-kx

-57150057912000График скорости, ускорения и смещения, где x –смещение, vx скорость, ах ускорение

Уравнения скорости, ускорения и смещения,

где ω – циклическая (круговая) частота – число полных колебаний за 2π секунд.

,
называется начальной фазой колебания при t=0 и измеряется в радианах.

Полная энергия гармонического осциллятора равна:

6. Вынужденные колебания. Резонанс и резонансная кривая. Резонансные явления в живых организмах.
Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних периодических сил.
Резона́нс — явление резкого возрастания  HYPERLINK «https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%83%D0%B4%D0%B0» o «Амплитуда» амплитудывынужденных колебаний, которое наступает при совпадении частоты собственных колебаний с частотой колебаний вынуждающей силы
Организм и его функционирующие системы являются источниками слабых электромагнитных колебаний в широком спектре частот. Каждый орган, ткань, клетка имеют свой собственный спектр колебаний, специфический по своей характеристике и частотам.
7.Волны в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Уравнение волны. Перенос энергии волной.
 Среда называется упругой если её деформация пропорциональна приложенной силе.
В жидких и газообразных средах может распространяться только один тип упругих волн — продольные волны. В волне этого типа движение частиц осуществляется в направлении распространения волны.
Поперечные волны — волны с колебанием частиц перпендикулярно направлению распространения волны;
Длина волны это:
расстояние, измеренное в направлении распространения волны, между двумя точками в пространстве, в которых фаза колебательного процесса отличается на 2π;
путь, который проходит фронт волны за интервал времени, равный периоду колебательного процесса;
пространственный период волнового процесса.
Волновое уравнение в математике — линейное гиперболическое дифференциальное уравнение в частных производных, задающее малые поперечные колебания тонкой мембраны или струны, а также другие колебательные процессы в сплошных средах (акустика, преимущественно линейная: звук в газах, жидкостях и твёрдых телах) и электромагнетизме (электродинамике).

Распространение механической волны, представляющее собой последовательную передачу движения от одного участка среды к другому, означает тем самым передачу энергии. Эту энергию доставляет источник волны, когда он приводит в движение непосредственно прилегающий к нему слой среды. От этого слоя энергия передается следующему слою и т. д. Таким образом, распространение волны создает в среде поток энергии, расходящийся от источника. При встрече волны с различного рода телами переносимая ею энергия может произвести работу или превратиться в другие виды энергии.
8. Природа звука. Скорость звука и её вычисление. Акустическое давление. Интенсивность звука. Отражение и поглощение звука.
Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде.
Скорость звука в любой среде вычисляется по формуле:
,
где   — адиабатическая сжимаемость среды;  — плотность.

Звуковое или акустическое давление в среде представляет собой разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при наличии звуковых колебаний и статического давления в той же точке при их отсутствии. Иными словами, звуковое давление есть переменное давление в среде, обусловленное акустическими колебаниями. Максимальное значение переменного акустического давления (амплитуда давления) может быть рассчитано через амплитуду колебания частиц:

где Р — максимальное акустическое давление (амплитуда давления);
f — частота;
с — скорость распространения ультразвука;
 — плотность среды;
А — амплитуда колебания частиц среды
Интенсивность звука — скалярная физическая величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения. Количественно интенсивность звука равна среднему по времени потоку звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука

где T — время усреднения, dP — поток звуковой энергии, переносимый через площадку dS.
Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — ватт на квадратный метр (Вт/м2).
Отражение звука — явление, возникающее при падении звуковой волны на границу раздела двух упругих сред и состоящее в образовании волн, распространяющихся от границы раздела в ту же среду, из которой пришла падающая волна. Как правило, сопровождается образованием преломлённых волн во второй среде. Частный случай — отражение от свободной поверхности. Обычно рассматривается отражение на плоских границах раздела, однако можно говорить об отражении звука от препятствий произвольной формы, если размеры препятствия значительно больше длины звуковой волны. 
Поглощение звука — явление необратимого перехода энергии звуковой волны в др. виды энергии, в основном в теплоту. Обычно характеризуется коэффициентом поглощения звука определяемым как обратная величина того расстояния, на котором амплитуда звуковой волны спадает в е раз.

9.Звук как психофизическое явление. Кривая чувствительности человеческого уха. Закон Вебера-Фехнера. Уровень интенсивности звука и единица его измерения. Шум и его влияние на животных.

Звук — это колебания, рассматриваемые в связи с тем, как они воспринимаются органами чувств животных и человека. Человек слышит в пределах 20-20000 гц. Среди слышимых звуков следует особо выделить фонетические, речевые звуки и фонемы (из которых состоит устная речь) и музыкальные звуки (из которых состоит музыка). Музыкальные звуки содержат не один, а несколько тонов, а иногда и шумовые компоненты в широком диапазоне частот.
Кривые равной громкости (по Флетчеру-Менсону) показывают усредненную чувствительность человеческого уха в зависимости от частоты.

Закон Вебера — Фехнера — эмпирический психофизиологический закон, заключающийся в том, что интенсивность ощущения пропорциональналогарифму интенсивности раздражителя.

где   — значение интенсивности раздражителя. — нижнее граничное значение интенсивности раздражителя:. — константа, зависящая от субъекта ощущения.
Интенсивность звука — скалярная физическая величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения. Количественно интенсивность звука равна среднему по времени потоку звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука

где T — время усреднения, dP — поток звуковой энергии, переносимый через площадку dS.
Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — ватт на квадратный метр (Вт/м2).
Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной испектральной структуры. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Шум звукового диапазона замедляет реакцию на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) — и смерть.

10. Инфразвук, его физические характеристики (отражение, поглощение, интенсивность, акустическое сопротивление). Методы получения и биологическое действие инфразвука.
Инфразву́к — звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16—20’000 Гц, за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть, с периодами в десятки секунд.
инфразвук имеет гораздо большие амплитуды колебаний, по сравнению с акустическими волнами равной мощности;
инфразвук гораздо дальше распространяется в воздухе, поскольку его поглощение в атмосфере незначительно;
благодаря большой длине волны для инфразвука характерно явление дифракции, вследствие чего он легко проникает в помещения и огибает преграды, задерживающие слышимые звуки;
инфразвук вызывает вибрацию крупных объектов вследствие резонанса.
Характерное свойство инфразвука — весьма малое (по сравнению со слышимыми звуками) поглощение в воздухе. Из-за большой длины волны на инфразвуковых частотах невелико и рассеивание звука в природной среде, более значительное рассеивание создают только очень крупные объекты: холмы, горы, высокие строения и др. В результате инфразвуки распространяются на очень большие расстояния, постепенно очищаясь от слышимых звуков, которые поглощаются быстрее. Известно, что звуки извержения вулканов, атомных взрывов могут много раз огибать земной шар, сейсмические волны способны пронизывать всю толщу Земли.
Свойство среды проводить акустическую энергию характеризуется акустическим сопротивлением. Акустическое сопротивление среды выражается отношением звуковой плотности к объёмной скорости ультразвуковых волн. Удельное акустическое сопротивление среды устанавливается соотношением амплитуды звукового давления в среде к амплитуде колебательной скорости её частиц. Чем больше акустическое сопротивление, тем выше степень сжатия и разрежения среды при данной амплитуде колебания частиц среды. Численно, удельное акустическое сопротивление среды находится как произведение плотности среды на скорость распространения в ней звуковых волн.
(Z)
Удельное акустическое сопротивление измеряется в паскаль-секунда на метр (Па·с/м) или дин•с/см³ (СГС); 1 Па·с/м = 10−1 дин • с/см³.
Интенсивность генерируемых волн определяется звуковой мощностью источника (Вт). Плотность потока звуковой мощности (энергии) приходящейся на единицу площади (перпендикулярной к направлению волны) называется интенсивностью или силой звука (Вт/м2).
В современной акустике и в гигиенической практике для целей измерения силы звука принято использовать относительные величины – децибелы.
Физиологическое действие инфразвука на человека зависит только от его спектральных, временных и мощностных характеристик и не зависит от того, на открытом пространстве или в помещении находится человек.Патогенное действие инфразвука заключается в повреждении нервных образований головного мозга, органов эндокринной системы и внутренних органов вследствие развития тканевой гипоксии из-за ликворогемодинамических и микроциркуляторных нарушений.При 180—190 дБ действие инфразвука смертельно вследствие разрыва лёгочных альвеол.
11. Методы получения и регистрации ультразвука (пьезоэлектрический и магнитострикционный). Физические характеристики ультразвука (частота, интенсивность, отражение на границе раздела двух сред, акустическое сопротивление).
Ультразвук получается с помощью аппаратов, основанных на использовании явлений магнитострикции (при низких частотах) или обратного пьезоэлектрического эффекта (при высоких). Магнитострикция заключается в изменении длины (удлинение и укорочение) ферромагнитного стержня, помещенного в высокочастотное магнитное поле, с частотой изменения направления поля.
Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в изменении размера (удлинение и укорочение) кристаллической пластинки (кварц, сегнетова соль, титанат бария) под действием высокочастотного электрического поля (до 3 мГц).
Ультразвук имеет частоту выше 20 000 Герц.
Интенсивность ультразвуковых колебаний – это количество энергии, проходящее через 1 см² площади излучателя аппарата в течение 1 секунды. Единица измерения в системе СИ – Вт/см².
Применяемую в физиотерапевтической и косметологической практике интенсивность ультразвуковых колебаний условно подразделяют на:
малую (0,05-0,4 Вт/см²)
среднюю (0,5-0,8 Вт/см²)
большую (0,9-1,2 Вт/см²)
Малая интенсивность оказывает стимулирующее действие
средняя — коррегирующее действие (противовоспалительное, обезболивающее)
большая — рассасывающее действие.
На явлении отражения основана ультразвуковая диагностика. Отражение происходит в приграничных областях кожи и жира, жира и мышц, мышц и костей. Если ультразвук при распространении наталкивается на препятствие, то происходит отражение, если препятствие мало, то ультразвук его как бы обтекает. Неоднородности организма не вызывают значительных отклонений, так как по сравнению с длиной волны (2 мм) их размерами (0,1—0,2 мм) можно пренебречь. Если ультразвук на своём пути наталкивается на органы, размеры которых больше длины волны, то происходит преломление и отражение ультразвука
Свойство среды проводить акустическую энергию, в том числе и ультразвуковую, характеризуется акустическим сопротивлением. Акустическое сопротивление среды выражается отношением звуковой плотности к объёмной скорости ультразвуковых волн. Удельное акустическое сопротивление среды устанавливается соотношением амплитуды звукового давления в среде к амплитуде колебательной скорости её частиц. Чем больше акустическое сопротивление, тем выше степень сжатия и разрежения среды при данной амплитуде колебания частиц среды.
12. Взаимодействие ультразвука с биообъёктами. Применение ультразвука в ветеринарии.
В крови и большинстве тканей организма ультразвуковые волны распространяются почти прямолинейно. Они поглощаются или постепенно ослабляются тканями или же отражаются (рассеиваются) обратно в сторону поверхности тела. Средние по мягкости ткани организма содержат большое количество воды. В них ультразвук распространяется со скоростью, характерной для солевого раствора, содержащего белки. Когда волны ультразвука достигают тканей, не содержащих воду, то большая часть их энергии отражается. Это происходит в высокоминерализованных тканях, таких как кости и зубы, эластические свойства которых схожи с таковыми у твердых тел, и структур, содержащих значительное количество воздуха. Воздух содержат главным образом бронхи, трахея, складки кишечника.

В ветеринарии УД применяется с терапевтическими либо диагностическими целями.
Терапевтическое действие ультразвука обусловлено механическими, тепловыми и физико-химическими факторами. Их совместное действие увеличивает проницаемость клеточных мембран, расширяет кровеносные сосуды, улучшает обмен веществ, что способствует восстановлению равновесного с точки зрения физиологии состояния организма.
В ветеринарии широко используют ультразвук для лечения заболеваний суставов, сухожильного аппарата, мышечных атрофий, атонии преджелудочков КРС и т.п. Применяют также фонофорез – введение с помощью ультразвука в ткани через поры кожи лекарственных веществ (гидрокортизона, тетрациклина). Под действием ультразвука увеличивается проницаемость в клетку лекарственных веществ.

13. Гидродинамика идеальной жидкости. Уравнение Бернулли и следствия из него.
Идеа́льная жи́дкость — в гидродинамике — воображаемая жидкость (сжимаемая или несжимаемая), в которой отсутствуют вязкость и теплопроводность. Так как в ней отсутствует внутреннее трение, то нет касательных напряжений между двумя соседними слоями жидкости. То есть, жидкость, плотность которой не зависит от давления, а при ее движении отсутствуют силы внутреннего трения.
Уравнение Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной несжимаемой жидкости., где   и   — давление и скорость жидкости на высоте ,  и  — давление и скорость жидкости на высоте 

14. Физические закономерности движения крови в сосудистой системе.
Движение крови подчиняется физическим и физиологическим закономерностям. Физические: — законы гидродинамики.
1-й закон: количество протекающей по сосудам крови и скорость её движения зависит от разности давления в начале и конце сосуда. Чем эта разница больше, тем лучше кровоснабжение
2-й закон: движению крови препятствует периферическое сопротивление.
15. Течение вязкой жидкости. Формула Ньютона. Коэффициент вязкости и единица его измерения. Определение коэффициента вязкости методом Стокса.
Нью́тоновская жи́дкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течениизакону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость
Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона — математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения  (вязкость) и изменение скорости среды  в пространстве  (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

где величина  называется коэффициентом внутреннего трения или коэффициентом динамической вязкости,с физической точки зрения она представляет собой удельную силу трения при градиенте скорости, равном единице (единица измерения в Международной системе единиц (СИ) —  HYPERLINK «https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%81%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C_(%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0_%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)» o «Паскаль (единица измерения)» Па·с, в системеСГС — пуаз; 1 Па·с = 10 пуаз).
Метод Стокса. Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости падения в жидкости медленно движущихся небольших тел сферической формы.

16. Поверхностное натяжение жидкостей. КПН и его измерение с помощью сталагмометра. Значение КПН в клинической ветеринарии.
Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.
Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости.
Работа, которую необходимо затратить для того, чтобы квазистатически и изотермически увеличить поверхность жидкости на единицу, не меняя объема жидкости, называется коэффициентом поверхностного натяжения (КПН).
Сталагмометрический метод определения КПН состоит в определении числа капель, образующихся при вытекании данного объема жидкости из капиллярного отверстия специальной пипетки — сталагмометра. Определив при помощи одного и того же сталагмометра число капель (n) исследуемой жидкости и число капель (n0) стандартной жидкости (обычно воды) с известным поверхностным натяжением σ0, вычисляют её у исследуемой жидкости по формуле:            
Значения динамического поверхностного натяжения сыворотки крови животных коррелируют с количественными и качественными изменениями состава биологически активных соединений в крови.
17. Основные законы постоянного тока (Закон Ома для участка цепи, понятие ЭДС, закон Ома для замкнутой цепи, соединение резисторов, работа тока).
Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
I = U/R. 
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного зарядавдоль всего контура.
Закон Ома для замкнутой цепи говорит о том, что величина тока в замкнутой цепи, которая состоит из источника тока обладающего внутренним сопротивлением, а также внешним нагрузочным сопротивлением, будет равна отношению электродвижущей силы источника к сумме внешнего и внутреннего сопротивлений. 

где R Сопротивление внешней цепи измеряется в Омах
     r внутреннее сопротивление источника тока также измеряется в Омах
     I Сила тока в цепи. Измеряется в Амперах
     E Электродвижущая сила источника тока измеряется в Вольтах
Виды соединения резисторов: Последовательное и параллельное — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.
При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова.
При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
Работа тока — это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника;Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.
18. Мостик Уитстона, его расчёт и метод определения удельного сопротивления с помощью мостика.
Измерительный мост (мост Уитстона)— устройство для измерения электрического сопротивления.
Принцип измерения сопротивления основан на взаимной компенсации сопротивлений двух ветвей. В одну из ветвей подключают элемент, сопротивление которого требуется измерить (Rx). Другая ветвь содержит элемент, сопротивление которого может регулироваться (R2) например, реостат). Так же имеются два резистора с известными сопротивлениями (R1, R3). Между ветвями находится индикатор. В качестве индикатора могут применяться: гальванометр или нуль-индикатор.

При сбалансированном мосте выполняется равенство R2/R1 = Rx/R3.
Отсюда Rx = R3*R2 / R1
19. Магнитное поле тока. Опыты Эрстеда и Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение.
Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающиемагнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля[2].
Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, что обычно проявляется в существенно меньшей степени) (постоянные магниты).
Опыт Эрстеда — классический опыт, проведённый в 1820 году Эрстедом и являющийся первым экспериментальным доказательством воздействияэлектрического тока на магнит. анс Кристиан Эрстед помещал над магнитной стрелкой прямолинейный металлический проводник, направленный параллельно стрелке. При пропускании через проводник электрического тока стрелка поворачивалась почти перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180°. Аналогичный разворот наблюдался, если провод переносился на другую сторону, располагаясь не над, а под стрелкой.

Опыт Ампера: Андре-Мари Ампер (1775–1836) задался вопросом, естественно вытекавшим из исследований Х. К. Эрстеда: если проводник с током отклоняет магнитную стрелку, т. е. ведет себя как магнит, то будет ли он отклонять другой проводник с током? Действительно, магнитная стрелка тоже есть не что иное, как легкий магнит, и ее роль мог бы выполнять легкий и подвижный проводник с током. Между прочим, многие его современники сочли такое обобщение очевидным, когда Ампер заявил о своем открытии — однако, например, железный ключ тоже вызывает отклонение магнитной стрелки, но два таких ключа не притягиваются друг к другу.
Изучая взаимодействие токов с постоянными магнитами и друг с другом, Ампер пришел к следующим выводам: взаимодействие токов существует только при замкнутых цепях, т. е. когда по обоим контурам течет ток; параллельные проводники притягиваются, если токи в них текут в одну сторону, и отталкиваются, если в противоположные (это, в некотором смысле слова, противоположно электростатическому притяжению разноименных и отталкиванию одноименных зарядов) ; сила взаимодействия двух длинных параллельных проводников с током пропорциональна силам тока в них и обратно пропорциональна расстоянию между ними; сила магнитного взаимодействия не отличается в воздухе и в пустоте, в то время как сила кулоновского взаимодействия отличается в этих двух случаях.

Закон Био Савара Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Поле при этом создано постоянным током на некотором участке.
  Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

 где I     ток в контуре
     гамма контур, по которому идет интегрирование
     r0    произвольная точка
Закон Био-Савара-Лапласа имеет практическое значение, т.к. позволяет найти в

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

два × пять =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector