Comments
Description
Transcript
( )
G G G G G כלליa ⋅ b = a b cos γ : A × B = A ⋅ B ⋅ sin θ = C G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G ∇⋅ ∇×F = 0 ∇ × (∇ × F ) = ∇(∇ × F ) − ∇ 2 F ) ∇ ⋅ (F × G ) = G (∇ × F ) − F (∇ × G G G G G G G G G G G K G סקלר = a ⋅ b × c a × (b × c ) = b ⋅ (a ⋅ c ) − c ⋅ a ⋅ b נפח כדור: ) ) ( ] [ נתונים כלליים: N ⋅m 2 c2 ( 1 = 9 ⋅ 10 9 4πε 0 = .1שדה חשמליE = [N c] = [V m] : )k(2aq 3/2 ) (a2+x2 דיפול חשמלי )על ציר (x G K Fq0 kQ = ˆ⋅ r = E qo r 2 שדה שיוצר מטען בודד :Q שדה חשמלי טבעת: 2π r λ Z ) 3 2 שטף/ C ⎤ : ⎦⎥ ) ) (a + R (Z 0 = E 4 πε 2 ⎞ ⎟ ⎠⎟ ) דיסקה: Z 2 + R חוק גאוסin : Q G ][ c G E = q o (V (b ) − a−>b )( x , y , zG W ∫a E ⋅ dl + V = − ) τ ⇐ )פתרון מד"ר מסדר (1 ⎤ ⎡T ⋅m ⎥ ⎢ A ⎣ ⎦ kdq r2 ˆr 7 ⎛ ⎜1 − ⎜ ⎝ G Q ˆE (r ) = k ⋅ 2 r r σ ε0 σ 0 = כדור מלא טעון לא מוליך: ε 0φ E Q ) - Aשטח מעטפת( a V kq r לכדור מוליך היא נק' הייחוס = V = E G Qr ˆE(r ) = k ⋅ 3 r a )(r < a פוטנציאל של מערכת מטענים )סכום סקלרי(: ( = 4 π ⋅ 10 μ0 ∫ = E קליפה כדורית טעונה = E 2ε a x , y ,z 1 y′ + yp =τ ⋅g y h = c ⋅ e −t τ הקפיצה בשדה בחציית שכבת מטען: G G ε0 ∫ E ⋅ dA = y=g שדה מחומר טעון = E (Z 2 ) V = Jפונקציה של המרחב( ) = − ∇ V ( x , y , z ) (a σ 2ε 0 G K c2 N ⋅m 2 משטח אין סופי: φ E = ∫ E ⋅ d A = ⎡⎢ NM ⎣ פוטנציאל: V 2 2 ] [ = 8 . 85 ⋅ 10 −12 ε0 מעטפת כדור: ] e = 1 .6 ⋅ 10 −19 [ c G kq 1 q 2 חוק קולומב⋅ rˆ : = F r2 G λ 1 = E ⋅ שדה של תיל אינסופי ˆr 2π ε 0 r E = k ) ( πR 3 4 3 4π R 2 הוא המטען בכל הכדור kq i ri ∑ = Vp i )בפנים הפוטנציאל קבוע(. הפוטנציאל הוא עבודה ליח' מטען אנרגיה פוטנציאלית )האנרגיה הנדרשת לבנות את המערכת(: G G E ⋅ ds b ∫ = − W ab = − q o אנרגיה אגורה במוליך: ΔU U = 12 Vq )פוטנציאל בתוך מוליך קבוע( a q 1q 2 1 ⋅ 4πε 0 r Uכאשר qiהוא מטען בודדVi . = ) U (r אנרגיה פוטנציאלית של שני מטענים במרחק rזה מזה או לחילופין: i ∑ qV i i = 1 2 צפיפות אנרגיה בשדה אחיד: .2קבלים: קבל לוחות: 0 Aε d קבל גלילי: L ) ln (b a ∑∑ r jk = ) U (r j =1 j ≠ k ביחס לכל שאר המטענים במערכת. ) dvאלמנט נפח Ke ,חומר דיאלקטרי( V d q = cV 0 q jq k Nמטענים U = 12 ε 0 ∫ E 2 Ke dV ⇐ u = 12 Keε 0 E 2 [c] = [coulomb ] = Farad volt = C אנרגיה פוטנציאלית עבור N C = 2 πε 1 1 בטור1 : = + c c1 c2 = E במקביל: c = c1 + c 2 ) vהוא הפרש הפוטנציאלים בין לוחות הקבל( b a -q C = 4πε 0 R q קבל כדורי⎛ ab ⎞ : ⎜ = 4 πε 0 ⎟ V ⎠ ⎝b − a האנרגיה בקבל :בתהליך הטעינה של קבל משקיעים עבודה שהיא הפרש אנרגיה פוטנציאלית: קיבול קליפה כדורית לעומת האין-סוף: = C q′ מטען בודד לקבל טעוןd q ′ : c חומר דיאלקטרי: KE = = v ′d q ′ G i = j = n ⋅e ⋅v A חוק אוהם המקומי: = C 1 qV 2 = 2 לקבל כדורי: 0 1 q2 1 = cV 2 c 2 q r2 1 4πε 0 K e dq = [ Ampare dt ⎤ ⎦⎥ 2 = i c ⎡ ⎢ = j ⎣s ⋅m ) ρהתנגדות סגולית( משוואת הרצף :מתקיים שימור מטען: G G ∂ ρ = −∇ ⋅ j ∂t צפיפות זרם: G G j ⋅ dA ∫ בתוך המתכתE=0 ±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±± +q = U = E ובאופן כללי: qהמטען לפני הכנסת החומר הדיאלקטרי(q * = q (1 − 1 K e ) : .3זרם והתנגדות :זרם] : K K E = ρ⋅ j לכן אנרגיה לקבל: K eε 0 A d -עבור ריק הוא שווה ל .1 מטען מושרה בגלל חומר דיאלקטרי, צפיפות זרם: . du 0 =i σ K eε 0 = E ) jמוגדר עבור נקודה( ) nצפיפות מטען לנפח v .מהירות סחיפה( v El El l = =ρ =ρ i jA EA A ⇒ 0 =) =R G G d (Q in j ⋅ da + dt הספק: ∫ ε ⋅i du = dt ) ρצפיפות נפחיתj , = P צפיפות זרם( )הספק גבוה התנגדות נמוכה( .4שדה מגנטי] : G K K G u = −μ ⋅ B τ = μK × B K K K K ) F = q (E + v × B G K K K K לגבי תיל: F = il × B = q v × B μ )אנרגיה פוטנציאלית של דיפול( סך הכוחות על מטען חשמלי בודד G K K d F = id l × B פעולת השדה במאונך: סליל: K G = N ⋅i ⋅ A מומנט דיפול מגנטי: כח לורנץ: ⎤G ⎡N ⋅s ⎢ = B = [N ⋅ A ⋅ m ] = [Tessla ⎦⎥ ⎣ c ⋅ m ) φ = L ⋅i B dφ di = L dt dt L = μ 0 n 2 Al :(Nלסליל פשוט ⎤ ⎡c ⋅m2 ⎥ ⎦ ⎣ s G ⎢ = μ רדיוס התנועה בשדה: G G τ =0 אם mv qB μ וגם = ) V (t ∫ i (φ )d φ φ = W ∫ V (t )i (t )dt ⇒ אנרגיה מגנטית אגורה בסליל: 1 LI 2 2 = B 2 dv ∫ 0 1 2μ = F 21 = W t0 0 = ) (B בכיוון הש"מ יציב t צפיפות אנרגיה מגנטית: U G B μ 0i1i 2 L 2π r הכח על תיל בעל זרם כתוצאה מתיל מקביל במרחק r φ = R 2 1 B K G K μ i d s × r ds חוק ביוסוור :זרם חשמלי יוצר שדה מגנטי: ⋅ dB = 0 4π r3 μ I עבור טבעת )על מישור :(xy השדה במרחק Rמחוט אין סופיB = 0 : 2πr = ) u (B 2μ 0 – כיוון הזרם – r .וקטור מ dsאל הנקודה dBבה מעריכים את השדה המגנטי חוק אמפר= μ 0 i : G K ∫ B ⋅ ds W חוק פראדייd φ B : = − q dt זרם העתקהd φ E : = ε0 dt ) - iהזרם שחוצה את המשטח הנקבע ע"י הלולאה( = ε K ⋅d A חוק לנץ: K ∫E d dt K G jd ⋅ d A ∫=ε0 בתוך סולונאיד )– nכריכות לאורך(B = μ 0 ⋅ i ⋅ n : השדה )קבוע( ) 3 2 ∫ ∫ בתוך טורואיד K G ρ = ∇⋅E ε0 G G 1 d ∇ ⋅E = 2 )) ( r 2 E ( r r dr סימטריה גלילית G ⋅ B = μ 0ε 0 יחס הנפיצה: מהירות .האור → = c G וקטור צפיפות האנרגיה של גלG : E × B ω k 1 0 μ c 2 G ∇ μ 0ε 0 G G K G dE ∇ × B = μ 0 j + μ 0ε 0 dt = ) אורך .גל ( ) ⋅ λ ⎤ ⎡ Watt ; ⎦⎥ ⎢⎣ m 2 = ] [SG 7 קורדינטות גליליות =U θ dv= r2sinθ·dθ·d eε ≈ 1 + ε )U=U(R,φ,z X =R cosφ Y = R sinφ Z=Z X = R cosθ Y = R sinθ cosφ Z = R sinθ sinφ φ da=r2sinθ·dθ·dų ln (1 + ε ) ≈ ε תנועה הרמונית :מביאים לצורה עבודה: ∂ G2 E ∂t 2 1 kc = v = T 2π 1 ; B m2 = 2μ 0 [rad תדירות] : sec 2π T = ω = 2πf G dφ B K E ⋅ ds = − dt ∫ G K dφ E B ⋅ ds = μ 0 i + μ 0ε 0 ⇒ dt ∫ ⇒ )(E,B,k ובגלים חד מימדיים |E|=CB 2π = λ k 1 E = 2μ 0 2 m ώ rms B תדירות ההפרעה הזוויתית rms 1 E 0 μ = S G G משפט סטוקסG G G : G G G G משפט גאוס: ∫ F ⋅ dl = ∫ ∇ × F da ∫ F ⋅ da = ∫ ∇ ⋅ F dv l a A V הקפיצה ברכיב המקביל של השדה המגנטי בחציית שכבת זרם היא µ 0 jכאשר jצפיפות זרם קווית ) ) ( ( )dr=dθ(-sinθ,cosθ,0 ε2 )α (α − 1 2 = 1 ± αε + (1 ± ε )α G ∂V ∂V ∂V = ∇ ⋅V xˆ + yˆ + zˆ = grad ⋅ v ∂x ∂y ∂z G div F W = ∫ F ⋅ dx x = −ϖ 2 x ) wתדירות תנועות קטנות( G ⋅ E = μ 0ε 0 2 G ∇ ⇒ G G ∫ B ⋅ dA = 0 )משטח( C =1 תדר ( v G = S G G 1 d = ∇ ⋅E )) ( rE ( r r dr G G G dB ∇ × E = − dt חוק אמפר :אינטגרל על מסלול סגור של השדה המגנטי נותן את הזרם דרך הלולאה: G G ) E ⋅ d A = qמשטח( ∫ ε0 ⇒ G G ∇⋅B =0 חוק פארדיי :אינטגרל על מסלול סגור של השדה החשמלי )=כא"מ( שווה לשינוי בשטף המגנטי דרך המשטח אותו מגדיר המסלול. ; )צפיפות זרם העתקה( μ B ( r ) ⋅θˆ = 0 ni 2πr חוק גאוס המגנטי -שטף של שדה מגנטי דרך מעטפת שווה ל -0כי אין מטען מגנטי בודד אלא דיפולים מגנטיים. .6 = i K = id .5משוואות מקסוול ∂ G2 משוואת הגלים גלים: B ∂t 2 תאור כללי של רכיב גלY = Y m cos (kx − ω t ) : ( 2 R K K dE jd = ε 0 dt חוק גאוס החשמלי -השטף של שדה חשמלי דרך מעטפת: במערכות עם סימטריה ספרית 2 + Z 2 הזרם המושרה יצור שדה מגנטי שיתנגד לשינוי בשטף המגנטי K K dE ⋅ dA dt = ε0 2 K j ⋅ dA כאשר μ 0 iR =) B (Z G curlF G G ∂F X ∂F Y ∂F Z + = + = ∇⋅F ∂y ∂z ∂x ⎞ G G ⎛ ∂Fz ∂Fy ⎞ ⎛ ∂Fy ∂Fx ⎞ ⎛ ∂Fz ∂Fx = ˆ⎟ z ⎜ ⎟⎟ xˆ − − − − ⎜⎜ = ∇ × F ⎜⎜ ⎟ yˆ + ⎠⎟ ∂y ∂ x ∂ z ∂ y z ∂ ⎠ ⎝ ⎝ ∂x ⎝ ⎠