1. Почему не имеет смысла говорить о существовании только электрического или только магнитного поля, не указывая, относительно какой системы отсчёта рассматриваются эти поля?
Говорить о существовании только электрического или только магнитного поля без указания системы отсчёта бессмысленно, потому что эти поля взаимосвязаны и зависят от движения наблюдателя. То, что в одной системе отсчёта выглядит как чисто электрическое поле, в другой, движущейся относительно первой, будет проявляться и как магнитное. Электрическое и магнитное поля — это разные проявления единого электромагнитного поля, а их разделение условно и зависит от того, в какой системе мы наблюдаем явление.
2. Что утверждала теория дальнодействия; теория близкодействия?
Теория дальнодействия утверждала, что тела взаимодействуют мгновенно, на расстоянии, без какой-либо посредствующей среды. Согласно ей, изменение состояния одного тела сразу влияет на другое, где бы оно ни находилось. Теория близкодействия, напротив, считала, что взаимодействие происходит через особую среду, поле, которое передаёт действие постепенно, с конечной скоростью, от одной точки пространства к другой.
3. В чём состояла гипотеза Максвелла? Когда была доказана её справедливость?
Гипотеза Максвелла состояла в том, что изменяющееся электрическое поле порождает магнитное, а изменяющееся магнитное — электрическое, и что эти взаимные процессы распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн. Он предположил, что такие волны и есть свет. Справедливость гипотезы была доказана в 1887 году, когда Генрих Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны, подтвердив существование именно тех колебаний, которые предсказал Максвелл.
1. Что представляют собой векторные диаграммы и для чего их используют?
Векторные диаграммы — это графическое изображение взаимосвязи между током и напряжением в цепи переменного тока. Их используют для наглядного представления разности фаз и соотношения амплитуд, чтобы проще анализировать поведение тока и напряжения в разных участках цепи.
2. Какова разность фаз между колебаниями напряжения и силы переменного тока в резисторе?
В резисторе ток и напряжение колеблются в одной фазе, то есть разность фаз между ними равна нулю.
3. Какова разность фаз между колебаниями напряжения и силы переменного тока в цепи с конденсатором?
В цепи с конденсатором ток опережает напряжение на четверть периода, то есть разность фаз равна π/2 (или 90°).
4. По какой формуле вычисляется ёмкостное сопротивление?
Емкостное сопротивление вычисляется по формуле X₍C₎ = 1 / (ωC), где ω — круговая частота, а C — ёмкость конденсатора.
5. Какова разность фаз между колебаниями напряжения и силы переменного тока в цепи с катушкой индуктивности?
В цепи с катушкой индуктивности ток отстаёт от напряжения на четверть периода, то есть разность фаз также равна π/2 (или 90°).
6. По какой формуле вычисляется индуктивное сопротивление?
Индуктивное сопротивление вычисляется по формуле X₍L₎ = ωL, где L — индуктивность катушки.
7. Как записывается закон Ома для цепи переменного тока?
Закон Ома для цепи переменного тока записывается как I = U / Z, где Z — полное сопротивление цепи, включающее активную, индуктивную и ёмкостную составляющие.
8. Каковы условия электрического резонанса?
Электрический резонанс возникает тогда, когда индуктивное и ёмкостное сопротивления равны между собой, то есть X₍L₎ = X₍C₎. В этом случае реактивные сопротивления компенсируют друг друга, и ток в цепи достигает максимального значения.
1. Какова средняя мощность переменного тока, протекающего через конденсатор?
Средняя мощность идеального конденсатора равна нулю потому что напряжение и ток в идеальном конденсаторе сдвинуты по фазе на 90 градусов и среднее значение произведения u(t) и i(t) по периоду равно нулю. Если записать u(t) = U_m sin(ωt) и i(t) = C du/dt = ωC U_m cos(ωt) то средняя мощность P_avg = (1/T) ∫ u i dt = 0. Для реальных конденсаторов с потерями средняя мощность малость отлична от нуля и связана с активной составляющей эквивалентного сопротивления.
2. Постройте график зависимости ёмкостного сопротивления конденсатора от частоты переменного тока.
3. Постройте график зависимости индуктивного сопротивления катушки от частоты переменного тока.
4. Проанализируйте график зависимости амплитуды вынужденвых колебаний силы переменного тока от частоты приложенного к цепи напряжения. Сравните вклад ёмкостного и индуктивного сопротивлений в общее сопротивление цепи при частотах, больших и меньших резонансных.
5. Нарисуйте резонансную кривую для двух цепей переменного тока, включающих резисторы с разными активными сопротивлениями.