Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Электричество и магнетизм ↓


Магнетизм и электромагнетизм


Магнетизм и электромагнетизм — это фундаментальные концепции физики, особенно при рассмотрении электричества и магнетизма. В этом всестороннем уроке мы исследуем, как эти явления работают, взаимодействуют и влияют на нашу повседневную жизнь через научные принципы и примеры.

Понимание магнетизма

Магнетизм — это сила, оказываемая магнитными полями. Магнитное поле — это область вокруг магнитного материала или движущегося электрического заряда, в которой действует сила магнетизма.

Магнитное поле

Магнитное поле представлено силовыми линиями, которые выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс. Эти линии образуют непрерывные петли и никогда не пересекаются.

N S

Этот вид показывает упрощенную диаграмму силовых линий магнитного поля вокруг стержневого магнита. Линии показывают, как поле распространяется от северного (N) к южному (S) полюсу.

Магнитная сила

Магнитные силы возникают, когда магниты выстраиваются или отталкиваются в зависимости от ориентации их магнитных полюсов. Одинаковые полюса отталкивают друг друга, а противоположные притягиваются.

Например, если вы поместите два стержневых магнита с обращенными друг к другу северными полюсами, они будут отталкиваться друг от друга. С другой стороны, если северный полюс и южный полюс будут обращены друг к другу, они будут притягиваться.

Электромагнетизм

Электромагнетизм включает изучение электричества и магнетизма. Он объясняет, как электрические токи и магнитные поля взаимодействуют.

Электрические токи и магнитные поля

Провод, по которому проходит электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле. Правило правой руки — это распространенный метод определения направления этого магнитного поля.

Правило правой руки: если вы укажете большой палец правой руки в направлении электрического тока, пальцы согнутся в направлении магнитного поля.
B I

Эта диаграмма показывает провод, по которому идет ток (I) вверх, и магнитное поле (B) вокруг него направлено по круговым петлям.

Формулы, связанные с магнетизмом и электромагнетизмом

Сила магнитного поля (B), создаваемая длинным прямым проводом, по которому проходит ток, может быть рассчитана с использованием закона Ампера:

B = (μ₀ * I) / (2π * r)

Где:

  • B — сила магнитного поля (Тесла, Т)
  • μ₀ — магнитная проницаемость вакуума (4π x 10⁻⁷ T·м/А)
  • I — текущий (ампер, A)
  • r — расстояние от провода (метры, м)

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — это процесс производства электрического тока с помощью магнитного поля. Она происходит, когда проводник, такой как катушка проволоки, проходит через магнитное поле. Изменение магнитного поля вызывает напряжение, заставляя ток протекать, когда цепь замыкается.

Этот принцип лежит в основе работы трансформаторов, генераторов и индукционных двигателей, которые играют важную роль в производстве и распределении электроэнергии.

Закон Фарадея электромагнитной индукции определяет количество индуцированной электрической потенциала:

ε = -N * (ΔΦ/Δt)

Где:

  • ε — электродвижущая сила (ЭДС)
  • N — количество витков в катушке
  • ΔΦ — изменение магнитного потока (Вебер, Вб)
  • Δt — изменение времени (секунды, сек)

Применение магнетизма и электромагнетизма

Магнетизм и электромагнетизм имеют множество применений в технологиях и промышленности. Понимание этих приложений помогает нам понять, как они формируют современную жизнь.

Электродвигатели

Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую с помощью принципов электромагнетизма. Они содержат катушки проволоки, по которым проходит ток, создавая магнитное поле, взаимодействующее с постоянными магнитами и вызывающее движение.

Обычные использования электродвигателей включают бытовые приборы, электрические транспортные средства и промышленные машины.

Трансформаторы

Трансформаторы изменяют напряжение электрической энергии в цепях переменного тока. Они используют электромагнитную индукцию для передачи электрической энергии между цепями, регулируя уровни напряжения для практического использования.

Например, электростанции генерируют электричество высокого напряжения для эффективной передачи на большие расстояния, затем трансформаторы снижают напряжение для безопасного использования в домах и бизнесах.

Медицинская визуализация

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это медицинское приложение электромагнетизма. Она использует сильные магнитные поля и радиоволны для создания детальных изображений органов и тканей внутри тела.

Магнетизм в повседневной жизни

Магнетизм — это не только научное понятие, но и явление, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни. Вот несколько повседневных примеров:

  • Магниты на холодильнике прилипают к металлическим поверхностям.
  • Стрелки компаса указывают на север благодаря магнитному полю Земли.
  • Наушники и динамики преобразуют электрические сигналы в звуковые волны с помощью электромагнитных полей.

Безопасность с магнетизмом и электромагнетизмом

Несмотря на то, что магнетизм и электромагнетизм крайне полезны, их следует использовать ответственно:

  • Сильные магнитные поля могут повлиять на электронные устройства, такие как кредитные карты и телефоны.
  • Оборудование высокого напряжения должно эксплуатироваться только квалифицированным персоналом.

Заключение

Магнетизм и электромагнетизм являются неотъемлемой частью нашего физического мира, и их понимание помогает продвинуть наше понимание природы и технологий. Эти принципы способствуют инновациям и приложениям, которые значительным образом влияют на то, как мы живем.


Десятый класс → 5.3


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (5.2.6)
Законы Кирхгофа
Следующий (5.3.1) →
Магнитное поле и линии поля

Комментарии 



Магнетизм и электромагнетизм

https://www.physicsflow.com/g10/5.3?pfal=ru