“Física geral. Eletromagnetismo" - curso 2.800 rublos. da MSU, treinando 15 semanas. (4 meses), Data: 5 de dezembro de 2023.
Miscelânea / / December 08, 2023
Palestra 1. Interação eletromagnética e seu lugar entre outras interações na natureza. Desenvolvimento da física da eletricidade nas obras de M. V. Lomonosov. Carga elétrica. Portadores de carga microscópicos. A experiência de Millikan. Lei da conservação da carga elétrica. Eletrostática. A lei de Coulomb e sua interpretação de campo. Vetor de intensidade de campo elétrico. O princípio da superposição de campos elétricos.
Palestra 1. Fluxo vetorial de intensidade de campo elétrico. Teorema eletrostático de Ostrogradsky-Gauss, sua representação na forma diferencial. Potencial de campo eletrostático. Potencial. Normalização do potencial. Relação entre o vetor de intensidade e potencial do campo eletrostático. Trabalho de forças de campo eletrostático. Potencial do sistema de carga.
Aula 3. Circulação do vetor de intensidade do campo elétrico. O teorema da circulação, sua representação de forma diferencial. Equações de Poisson e Laplace. Dipolo elétrico. Potencial e força de campo de um dipolo.
Aula 4. Condutores em um campo eletrostático. Indução eletrostática. Intensidade do campo na superfície e dentro do condutor. Distribuição de carga na superfície de um condutor. Proteção eletrostática. Relação entre carga e potencial de um condutor. Capacidade elétrica. Capacitores. Capacidade de capacitores planos, esféricos e cilíndricos. Uma bola condutora em um campo eletrostático uniforme.
Aula 5. Dielétricos. Cobranças gratuitas e vinculadas. Vetor de polarização. Relação entre o vetor de polarização e as cargas ligadas. Vetor de indução elétrica em um dielétrico. Suscetibilidade dielétrica e constante dielétrica e substâncias. Equação material para vetores de campo elétrico. Teorema de Ostrogradsky-Gauss para dielétricos. Sua forma diferencial. Condições de contorno para vetores de tensão e indução elétrica. Bola dielétrica em um campo elétrico uniforme.
Aula 6. Energia de um sistema de cargas elétricas. Energia de interação e autoenergia. Energia do campo eletrostático e sua densidade volumétrica. Energia de um dipolo elétrico em um campo externo. Ponderomotrizes em um campo elétrico e métodos para seus cálculos. Relação entre forças ponderomotrizes e a energia do sistema de carga.
Aula 7. Teoria eletrônica da polarização de dielétricos. Campo local. Dielétricos não polares. Fórmula de Clausius-Mossotti. Dielétricos polares. Função Langevin. Polarização de cristais iônicos. Propriedades elétricas dos cristais. Piroelétrica. Piezoelétrica. Efeito piezoelétrico direto e inverso e sua aplicação. Ferroelétricos. Estrutura de domínio de ferroelétricos. Histerese. Ponto Curie. Aplicação de ferroelétricos.
Aula 8. Corrente elétrica constante. Força e densidade atuais. Linhas atuais. Campo elétrico em um condutor percorrido por corrente e suas fontes. Equação de continuidade. Condição para que a corrente seja estacionária. Tensão elétrica. Lei de Ohm para uma seção de um circuito. Resistência elétrica. Lei de Ohm em forma diferencial. Condutividade elétrica específica de uma substância.
Aula 9. Correntes em meios contínuos. Aterramento. Operação e alimentação CC. Lei de Joule-Lenz e sua forma diferencial. Forças externas. Força eletromotriz. Lei de Ohm para circuito fechado. Cadeias ramificadas. Regras de Kirchhoff. Exemplos de sua aplicação.
Aula 10. Magnetostática. Interação de correntes. Elemento atual. A lei Biot-Savart-Laplace e sua interpretação de campo. Vetor de indução de campo magnético. O efeito de um campo magnético sobre uma corrente. Lei de Ampère. Teorema da circulação do vetor de indução do campo magnético. Forma diferencial do teorema da circulação. Natureza vórtice do campo magnético. A equação é div B = 0. O conceito de potencial vetorial. Natureza relativística das interações magnéticas.
Aula 11. Corrente elementar e seu momento magnético. Campo magnético de uma corrente elementar. Corrente elementar em um campo magnético. Campo magnético de uma carga em movimento. Interação de cargas móveis. Força de Lorentz. Efeito Hall.
Aula 12. Fluxo vetorial de indução magnética (fluxo magnético). Coeficiente de autoindutância (indutância). O coeficiente de indução mútua de dois circuitos. Função de corrente potencial. Forças que atuam em um circuito condutor de corrente. Interação de dois circuitos com corrente.
Aula 13. Indução eletromagnética. Lei da indução eletromagnética de Faraday e sua forma diferencial. Regra de Lenz. Métodos de indução para medição de campos magnéticos. Toki Fuko. O fenômeno da autoindução. Correntes extras de fechamento e ruptura. Energia magnética da corrente. Energia magnética de um sistema de circuitos de corrente. Energia do campo magnético e sua densidade volumétrica.
Aula 14. Magnéticos. O conceito de correntes moleculares. O vetor de magnetização de uma substância e sua conexão com correntes moleculares. Vetor de intensidade do campo magnético. Permeabilidade magnética e suscetibilidade magnética de uma substância. Equação material para vetores de campo magnético. Condições de contorno para vetores de intensidade de campo magnético e indução. Proteção magnética. A influência da forma de um ímã na sua magnetização.
Aula 15. Classificação de materiais magnéticos. Diamagnetos, paramagnetos e ferromagnetos. Descrição clássica do diamagnetismo. Precessão de Larmor. Paramagnetismo. Teoria de Langevin. Portadores microscópicos de magnetismo. Experimento magnetomecânico de Einstein-de-Haas. Experimento mecanomagnético de Barnett. Razão giromagnética.
Aula 16. Ferromagnetos. Magnetização espontânea e temperatura Curie. Estrutura de domínio. Histerese de magnetização, curva de Stoletov. Indução residual e força coercitiva. Dependência da magnetização com a temperatura. Forças que atuam sobre ímãs em um campo magnético.
Aula 17. Correntes quase estacionárias. Condições para quase estacionariedade. Processos transitórios em circuitos RC e LC. Vibrações eletromagnéticas. Circuito oscilatório. Vibrações naturais em um circuito. Equação de vibrações harmônicas. Energia armazenada no circuito. Oscilações amortecidas. Índice de atenuação. Tempo de relaxar. Decremento de amortecimento logarítmico. Fator de qualidade de contorno. Oscilações em circuitos acoplados. Oscilações parciais e suas frequências. Vibrações normais (modos).
Aula 18. Oscilações forçadas no circuito. O processo de estabelecimento de oscilações forçadas. Corrente alternada senoidal. Resistência ativa, capacitiva e indutiva. Impedância. Lei de Ohm para circuitos de corrente alternada. Método de diagrama vetorial e método de amplitude complexa.
Aula 19. Ressonância de tensão. Tensões e correntes em ressonância. Largura da curva de ressonância. Ressonância de correntes. Regras de Kirchhoff para circuitos de corrente alternada. Operação e alimentação CA. Valores efetivos de corrente e tensão.
Aula 20. Aplicação técnica de correntes alternadas. Geradores e motores elétricos. Corrente trifásica. Obtenção e utilização de um campo magnético rotativo. Conexão estrela e delta de enrolamentos. Tensões de fase e linha. Transformador. Princípio de operação, dispositivo, aplicação. Coeficiente de transformação. O papel do núcleo.
Aula 21. Correntes de alta frequência. Efeito de pele. Espessura da camada da pele. O sistema de equações de Maxwell como generalização de dados experimentais. Corrente de condução e corrente de deslocamento. Transformações mútuas de campos elétricos e magnéticos. Ondas eletromagnéticas. Equação de onda. Vetor Umov-Poynting. A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas.
Aula 22. Teoria clássica da condutividade eletrônica Drude – Lorentz. Experiência de Tolman e Stewart. Leis de Ohm, Joule-Lenz e Wiedemann-Franz. Limitações da teoria eletrônica clássica. O conceito de teoria de bandas de sólidos. Níveis de energia e formação de zonas de energia. Princípio de Pauli. Estatísticas de Fermi-Dirac. Características da estrutura de bandas de dielétricos, semicondutores e metais. Explicação da condutividade de sólidos usando a teoria das bandas.
Aula 23. Semicondutores. Condutividade intrínseca e de impureza de semicondutores. Semicondutores do tipo P e n, junção pn. Aplicações de semicondutores: diodos semicondutores, transistores, fotodiodos, fotorresistores. Fenômenos de contato. Diferença de potencial de contato. Termoeletricidade. Força termomotriz. Termopares. Efeito Peltier. Fenômeno Thomson. Supercondutividade. Propriedades básicas dos supercondutores. Indução magnética dentro de um supercondutor. Efeito Meissner. Campo crítico. Supercondutividade de alta temperatura. Aplicação de supercondutores.
Curso “Turbinas a vapor de usinas nucleares. Parte 1. Teoria do Processo Térmico" visa obter conhecimento sistemático sobre o princípio de funcionamento, estrutura e teoria do processo térmico turbinas a vapor multiestágio de vapor saturado de usinas nucleares e a formação de competências e habilidades para realizar cálculos térmicos padrão de turbinas passos.
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