Основні формули з фізики - електрика та магнетизм. Формули з фізики для еге Електродинаміка формули 10

Сесія наближається, і час нам переходити від теорії до практики. На вихідних ми сіли і подумали, що багатьом студентам було б непогано мати під рукою добірку основних фізичних формул. Сухі формули з поясненням: коротко, лаконічно, нічого зайвого. Дуже корисна штука під час вирішення завдань, чи знаєте. Та й на іспиті, коли з голови може «вискочити» саме те, що напередодні було найжорстокіше визубрене, така добірка послужить чудовою службою.

Найбільше завдань зазвичай задають за трьома найпопулярнішими розділами фізики. Це механіка, термодинамікаі молекулярна фізика, електрика. Їх і візьмемо!

Основні формули фізики динаміка, кінематика, статика

Почнемо із найпростішого. Старий-добрий улюблений прямолінійний і рівномірний рух.

Формули кінематики:

Звичайно, не забуватимемо про рух по колу, і потім перейдемо до динаміки та законів Ньютона.

Після динаміки саме час розглянути умови рівноваги тіл і рідин, тобто. статику та гідростатику

Тепер наведемо основні формули на тему «Робота та енергія». Куди ж нам без них!

Основні формули молекулярної фізики та термодинаміки

Закінчимо розділ механіки формулами з коливань і хвиль і перейдемо до молекулярної фізики та термодинаміки.

Коефіцієнт корисної дії, закон Гей-Люссака, рівняння Клапейрона-Менделєєва - всі ці милі серцю формули зібрані нижче.

До речі! Для всіх наших читачів зараз діє знижка 10% на будь-який вид роботи.

Основні формули з фізики: електрика

Час переходити до електрики, хоч його і люблять менше термодинаміки. Починаємо з електростатики.

І, під барабанний дріб, закінчуємо формулами для закону Ома, електромагнітної індукції та електромагнітних коливань.

На цьому все. Звичайно, можна було б привести ще цілу гору формул, але це ні до чого. Коли формул стає занадто багато, можна легко заплутатися, а там і зовсім розплавити мозок. Сподіваємося, наша шпаргалка основних формул з фізики допоможе вирішувати улюблені завдання швидше та ефективніше. А якщо хочете уточнити щось чи не знайшли потрібної формули: запитайте у експертів студентського сервісу. Наші автори пам'ятають сотні формул і клацають завдання, як горішки. Звертайтеся, і незабаром будь-яке завдання буде вам «по зубах».

Визначення 1

Електродинаміка - це величезна і важлива область фізики, в якій досліджуються класичні, неквантові властивості електромагнітного поля та руху позитивно заряджених магнітних зарядів, що взаємодіють один з одним за допомогою цього поля.

Малюнок 1. Коротко для електродинаміки. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

Електродинаміка представляється широким комплексом різноманітних постановок завдань та їх грамотних рішень, наближених способів і окремих випадків, які об'єднані в одне ціле загальними початковими законами та рівняннями. Останні, становлячи основну частину класичної електродинаміки, докладно представлені у формулах Максвелла. В даний час вчені продовжують вивчати принципи зазначеної галузі у фізиці, скелет її побудови взаємини з іншими науковими напрямами.

Закон Кулона в електродинаміці позначається таким чином: $ F = \ frac (kq1q2) (r2) $, де $ k = \ frac (9 \ cdot 10 (H \ cdot m)) (Кл) $. Рівняння напруженості електричного поля записується так: $E= \frac(F)(q)$, а потік вектора індукції магнітного поля $∆Ф=В∆S \cos(a)$.

В електродинаміці насамперед вивчаються вільні заряди та системи зарядів, які сприяють активізації безперервного енергетичного спектру. Класичному опису електромагнітного взаємодії сприяє те, що є ефективним вже у низькоенергетичному межі, коли енергетичний потенціал частинок і фотонів малий проти енергією спокою електрона.

У таких ситуаціях найчастіше відсутня анігіляція заряджених частинок, так як є лише поступова зміна стану їх нестабільного руху в результаті обміну великою кількістю низькоенергетичних фотонів.

Примітка 1

Однак і при високих енергіях частинок у середовищі, незважаючи на суттєву роль флуктуації, електродинаміка може бути використана з успіхом для комплексного опису середньостатистичних, макроскопічних характеристик та процесів.

Основні рівняння електродинаміки

Основними формулами, які описують поведінку електромагнітного поля та його пряму взаємодію із зарядженими тілами, є рівняння Максвелла, що визначають ймовірні дії вільного електромагнітного поля в середовищі та вакуумі, а також загальну генерацію поля джерелами.

Серед цих положень у фізиці можна назвати:

теорема Гауса для електричного поля - призначена визначення генерації електростатичного поля позитивними зарядами;
гіпотеза замкнутості силових ліній - сприяє взаємодії процесів усередині самого магнітного поля;
закон індукції Фарадея – встановлює генерацію електричного та магнітного поля змінними властивостями довкілля.

В цілому, теорема Ампера - Максвелла - це унікальна ідея про циркуляцію ліній у магнітному полі з поступовим додаванням струмів зсуву, введених самим Максвеллом, точно визначає трансформацію магнітного поля зарядами, що рухаються, і змінною дією електричного поля.

Заряд та сила в електродинаміці

У електродинаміці взаємодія сили та заряду електромагнітного поля виходить з наступного спільного визначення електричного заряду $q$, енергії $E$ та магнітного $B$ полів, які затверджуються як основний фізичний закон, заснований на всій сукупності експериментальних даних. Формулу для сили Лоренца (у межах ідеалізації точкового заряду, що рухається з певною швидкістю), записують із заміною швидкості $v$.

У провідниках часто міститься величезна кількість зарядів, отже, ці заряди досить добре компенсовані: кількість позитивних і негативних зарядів завжди рівні між собою. Отже, сумарна електрична сила, яка постійно діє провідник, дорівнює також нулю. Магнітні ж сили, що функціонують на окремих зарядів у провіднику, не компенсуються, адже за наявності струму швидкості руху зарядів завжди різні. Рівняння дії провідника зі струмом у магнітному полі можна записати так: $G = |v ⃗ |s \cos(a) $

Якщо досліджувати не рідину, а повноцінний і стабільний потік заряджених частинок як струм, то весь енергетичний потенціал, що проходить лінійно через майданчик за $1с$, і буде силою струму, що дорівнює: $I = ρ| \vec (v) |s \cos(a) $, де $ρ$ - щільність заряду (в одиниці обсягу загальному потоці).

Примітка 2

Якщо магнітне та електричне поле систематично змінюється від точки до точки на конкретному майданчику, то у виразах та формулах для часткових потоків, як і у випадку з рідиною, обов'язково проставляються середні показники $E ⃗ $і $B ⃗$ на майданчику.

Особливе становище електродинаміки у фізиці

Значне становище електродинаміки у сучасній науці можна підтвердити у вигляді відомого твори А. Ейнштейна, у якому детально викладено принципи та основи спеціальної теорії відносності. Наукова праця видатного вченого називається «До електродинаміки рухливих тіл», і включає величезну кількість важливих рівнянь і визначень.

Як окрема галузь фізики електродинаміка складається з таких розділів:

вчення про поле нерухомих, але електрично заряджених фізичних тіл та частинок;
вчення про властивості електричного струму;
вчення про взаємодію магнітного поля та електромагнітної індукції;
вчення про електромагнітні хвилі та коливання.

Всі вищезгадані розділи в одне ціле поєднує теорема Д. Максвелла, який не тільки створив і представив струнку теорію електромагнітного поля, а й описав усі його властивості, довівши його реальне існування. Робота саме цього вченого показала науковому світу, що відомі на той момент електричне та магнітне поля є лише проявом єдиного електромагнітного поля, що функціонує в різних системах відліку.

Істотна частина фізики присвячена вивченню електродинаміки та електромагнітних явищ. Ця область значною мірою претендує на статус окремої науки, тому що вона не лише досліджує всі закономірності електромагнітних взаємодій, а й детально описує їх у вигляді математичних формул. Глибокі та багаторічні дослідження електродинаміки відкрили нові шляхи для використання електромагнітних явищ на практиці для блага всього людства.

Шпаргалка з формулами з фізики для ЄДІ

І не тільки (може знадобитися 7, 8, 9, 10 та 11 класам). Спочатку картинка, яку можна роздрукувати в компактному вигляді.

Шпаргалка з формулами з фізики для ЄДІ і не тільки (може знадобитися 7, 8, 9, 10 та 11 класів).

і не тільки (може знадобитися 7, 8, 9, 10 та 11 класам).

А потім ордівський файл, який містить усі формули, щоб їх роздрукувати, які знаходяться внизу статті.

Механіка

Тиск Р=F/S
Щільність ρ=m/V
Тиск на глибині рідини P=ρ∙g∙h
Сила тяжіння Fт = mg
5. Архімедова сила Fa=ρ ж ∙g∙Vт
Рівняння руху при рівноприскореному русі

X = X 0 + υ 0 ∙t+(a∙t 2)/2 S=( υ 2 -υ 0 2) /2а S=( υ +υ 0) ∙t /2

Рівняння швидкості при рівноприскореному русі υ =υ 0 +a∙t
Прискорення a = ( υ -υ 0)/t
Швидкість під час руху по колу υ =2πR/Т
Центрошвидке прискорення a= υ 2 /R
Зв'язок періоду із частотою ν=1/T=ω/2π
II закон Ньютона F=ma
Закон Гука Fy=-kx
Закон Всесвітнього тяжіння F=G∙M∙m/R 2
Вага тіла, що рухається з прискоренням, а Р=m(g+a)
Вага тіла, що рухається з прискоренням а Р=m(g-a)
Сила тертя Fтр=µN
Імпульс тіла p=m υ
Імпульс сили Ft=∆p
Момент сили M=F∙ℓ
Потенційна енергія тіла, піднятого над землею Eп=mgh
Потенційна енергія пружно деформованого тіла Eп=kx 2 /2
Кінетична енергія тіла Ek=m υ 2 /2
Робота A=F∙S∙cosα
Потужність N=A/t=F∙ υ
Коефіцієнт корисної дії η=Aп/Аз
Період коливань математичного маятника T=2π√ℓ/g
Період коливань пружинного маятника T=2 π √m/k
Рівняння гармонійних коливань Х=Хmax∙cos ωt
Зв'язок довжини хвилі, її швидкості та періоду λ= υ Т

Молекулярна фізика та термодинаміка

Кількість речовини ν=N/ Na
Молярна маса М=m/ν
Cр. кін. енергія молекул одноатомного газу Ek=3/2∙kT
Основне рівняння МКТ P=nkT=1/3nm 0 υ 2
Закон Гей - Люссака (ізобарний процес) V/T = const
Закон Шарля (ізохорний процес) P/T = const
Відносна вологість φ=P/P 0 ∙100%
всередину. Енергія ідеал. одноатомного газу U=3/2∙M/µ∙RT
Робота газу A=P∙ΔV
Закон Бойля – Маріотта (ізотермічний процес) PV=const
Кількість теплоти при нагріванні Q=Cm(T 2 -T 1)
Кількість теплоти при плавленні Q=λm
Кількість теплоти при пароутворенні Q=Lm
Кількість теплоти при згорянні палива Q=qm
Рівнення стану ідеального газу PV=m/M∙RT
Перший закон термодинаміки ΔU=A+Q
ККД теплових двигунів η= (Q 1 - Q 2)/ Q 1
ККД ідеал. двигунів (цикл Карно) η= (Т 1 - Т 2)/ Т 1

Електростатика та електродинаміка - формули з фізики

Закон Кулону F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
Напруженість електричного поля E=F/q
Напруженість ел. поля точкового заряду E=k∙q/R 2
Поверхнева густина зарядів σ = q/S
Напруженість ел. поля нескінченної площини E=2πkσ
Діелектрична проникність ε=E 0 /E
Потенційна енергія взаємодій. зарядів W= k∙q 1 q 2 /R
Потенціал φ=W/q
Потенціал точкового заряду φ=k∙q/R
Напруга U=A/q
Для однорідного електричного поля U=E∙d
Електроємність C=q/U
Електроємність плоского конденсатора C=S∙ ε ∙ε 0 /d
Енергія зарядженого конденсатора W=qU/2=q²/2С=CU²/2
Сила струму I=q/t
Опір провідника R=ρ∙ℓ/S
Закон Ома для ділянки ланцюга I=U/R
Закони остан. з'єднання I 1 =I 2 =I, U 1 +U 2 =U, R 1 +R 2 =R
Закони паралл. з'єдн. U 1 =U 2 =U, I 1 +I 2 =I, 1/R 1 +1/R 2 =1/R
Потужність електричного струму P=I∙U
Закон Джоуля-Ленца Q=I 2 Rt
Закон Ома для повного ланцюга I=ε/(R+r)
Струм короткого замикання (R=0) I=ε/r
Вектор магнітної індукції B=Fmax/ℓ∙I
Сила Ампера Fa=IBℓsin α
Сила Лоренца Fл = Bqυsin α
Магнітний потік Ф=BSсos α Ф=LI
Закон електромагнітної індукції Ei=ΔФ/Δt
ЕРС індукції в рух провіднику Ei = Вℓ υ sinα
ЕРС самоіндукції Esi=-L∙ΔI/Δt
Енергія магнітного поля котушки Wм = LI 2/2
Період коливань кільк. контуру T=2π ∙√LC
Індуктивний опір X L =ωL=2πLν
Ємнісний опір Xc=1/ωC
Чинне значення сили струму Iд=Imax/√2,
Чинне значення напруги Uд=Umax/√2
Повний опір Z = √ (Xc-X L) 2 +R 2

Оптика

Закон заломлення світла n 21 = n 2 / n 1 = υ 1 / υ 2
Показник заломлення n 21 = sin α/sin γ
Формула тонкої лінзи 1/F=1/d + 1/f
Оптична сила лінзи D=1/F
max інтерференції: Δd=kλ,
min інтерференції: Δd=(2k+1)λ/2
Диф.решітка d∙sin φ=k λ

Квантова фізика

Ф-ла Ейнштейна для фотоефекту hν=Aвих+Ek, Ek=U з е
Червона межа фотоефекту ν до = Aвих/h
Імпульс фотона P=mc=h/λ=Е/с

Фізика атомного ядра

Закон радіоактивного розпаду N=N 0 ∙2 - t/T
Енергія зв'язку атомних ядер

E CB =(Zm p +Nm n -Mя)∙c 2

СТО

t=t 1 /√1-υ 2 /c 2
ℓ=ℓ 0 ∙√1-υ 2 /c 2
υ 2 =(υ 1 +υ)/1+ υ 1 ∙υ/c 2
Е = m з 2

Визначення 1

Малюнок 1. Коротко для електродинаміки. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

Примітка 1

Основні рівняння електродинаміки

Серед цих положень у фізиці можна назвати:

теорема Гауса для електричного поля - призначена визначення генерації електростатичного поля позитивними зарядами;
гіпотеза замкнутості силових ліній - сприяє взаємодії процесів усередині самого магнітного поля;
закон індукції Фарадея – встановлює генерацію електричного та магнітного поля змінними властивостями довкілля.

Заряд та сила в електродинаміці

Примітка 2

Особливе становище електродинаміки у фізиці

Як окрема галузь фізики електродинаміка складається з таких розділів:

вчення про поле нерухомих, але електрично заряджених фізичних тіл та частинок;
вчення про властивості електричного струму;
вчення про взаємодію магнітного поля та електромагнітної індукції;
вчення про електромагнітні хвилі та коливання.

Формули електрики та магнетизму. Вивчення основ електродинаміки зазвичай починається з електричного поля у вакуумі. Для обчислення сили взаємодії між двома точними зарядами та обчислення напруженості електричного поля, створеного точковим зарядом, потрібно вміти застосовувати закон Кулона. Для обчислення напруженостей полів, створених протяжними зарядами (зарядженої ниткою, площиною тощо), застосовується теорема Гауса. Для системи електричних зарядів необхідно застосовувати принцип

При вивченні теми "Постійний струм" необхідно розглянути у всіх формах закони Ома і Джоуля-Ленца При вивченні "Магнетизму" необхідно мати на увазі, що магнітне поле породжується зарядами, що рухаються, і діє на заряди, що рухаються. Тут слід звернути увагу до закону Біо-Савара-Лапласа. Особливу увагу слід привернути до себе силу Лоренца і розглянути рух зарядженої частинки в магнітному полі.

Електричні та магнітні явища пов'язані особливою формою існування матерії – електромагнітним полем. Основою теорії електромагнітного поля є теорія Максвелла.

Таблиця основних формул електрики та магнетизму

Фізичні закони, формули, змінні

Формули електрика та магнетизм

Закон Кулону:
де q 1 і q 2 - величини точкових зарядів,1 - електрична постійна;
ε - діелектрична проникність ізотропного середовища (для вакууму ε = 1),
r – відстань між зарядами.

Напруженість електричного поля:

де Ḟ - сила, що діє на заряд q 0 , що у даній точці поля.

Напруженість поля з відривом r від джерела поля:

1) точкового заряду

2) нескінченно довгої зарядженої нитки з лінійною щільністю заряду τ:

3) рівномірно зарядженої нескінченної площини з поверхневою щільністю заряду σ:

4) між двома різноіменно зарядженими площинами

Потенціал електричного поля:

де W - потенційна енергія заряду q 0 .

Потенціал поля точкового заряду на відстані r від заряду:

За принципом суперпозиції полів, напруженість:

Потенціал:

де Ē i та ϕ i- Напруженість і потенціал у цій точці поля, створюваний i-м зарядом.

Робота сил електричного поля з переміщення заряду q з точки з потенціаломϕ 1 у точку з потенціаломϕ 2 :

Зв'язок між напруженістю та потенціалом

1) для неоднорідного поля:

2) для однорідного поля:

Електроємність відокремленого провідника:

Електроємність конденсатора:

Електроємність плоского конденсатора:

де S - площа пластини (однієї) конденсатора,

d – відстань між пластинами.

Енергія зарядженого конденсатора:

Сила струму:

Щільність струму:

де S – площа поперечного перерізу провідника.

Опір провідника:

l – довжина провідника;

S – площа поперечного перерізу.

Закон Ома

1) для однорідної ділянки ланцюга:

2) у диференціальній формі:

3) для ділянки ланцюга, що містить ЕРС:

Де ε - ЕРС джерела струму,

R і r - зовнішній та внутрішній опори ланцюга;

4) для замкненого ланцюга:

Закон Джоуля-Ленца

1) для однорідної ділянки ланцюга постійного струму:
де Q - кількість тепла, що виділяється у провіднику зі струмом,
t – час проходження струму;

2) для ділянки ланцюга з струмом, що змінюється з часом:

Потужність струму:

Зв'язок магнітної індукції та напруженості магнітного поля:

де B - вектор магнітної індукції,
μ √ магнітна проникність ізотропного середовища, (для вакууму μ = 1),
µ 0 - магнітна постійна,
H – напруженість магнітного поля.

Магнітна індукція(індукція магнітного поля):
1) у центрі кругового струму
де R - радіус кругового струму,

2) поля нескінченно довгого прямого струму
де r - найкоротша відстань до осі провідника;

3) поля, створеного відрізком провідника зі струмом
де ? 1 і ? 2 - кути між відрізком провідника та лінією, що з'єднує кінці відрізка та точкою поля;
4) поля нескінченно довгого соленоїда
де n – число витків на одиницю довжини соленоїда.