Tensorowe. Wielkości fizyczne. Wielkości i Jednostki UŜywane w Elektryce Wielkość Fizyczna to właściwość fizyczna zjawisk lub obiektów,

Transkrypt

1 Welkośc Jednosk UŜywane w Elekryce Welkość Fzyczna o właścwość fzyczna zjawsk lub obeków, Przykłady: W. f.: kórą moŝna zmerzyć. czas, długość, naęŝene pola elekrycznego, przenkalność elekryczna kryszałów. Welkośc fzyczne Skalarne masa, emperaura, Wekorowe sła, prędkość, Uogólnene Tensorowe przenkalność elekryczna, Jednoska mary welkośc fzycznej o dowolne obrana welkość fzyczna ego samego rodzaju, kórej przyporządkowujemy lczbę równą jednośc. Przykłady 1 mer - o jednoska mary welkośc fzycznej długość; 1 klogram - o jednoska mary welkośc fzycznej masa; 1 sekunda - o jednoska mary welkośc fzycznej czas;

2 Welkość Fzyczna Skalarna N = N * [N ] gdze: N * warość lczbowa WFS; [N] jednoska mary WFS. Przykład U = 1 wol = 1 V; gdze: U welkość fzyczna skalarna ( napęce ); 1 warość lczbowa welkośc fzycznej skalarnej; wol nazwa jednosk welkośc fzycznej skalarnej; V symbol jednosk welkośc fzycznej skalarnej. Welkość Fzyczna Wekorowa r r * N = ( N [ N]) 1 r gdze: N * warość lczbowa WFW; [N] jednoska mary WFW; 1 r wersor. Mędzynarodowy Układ Jednosek - układ SI ( Genewa 1960 ) Jednosk podsawowe SI Welkość Nazwa Symbol Długość mer m Masa klogram Kg Czas sekunda s NaęŜene prądu elekrycznego amper Temperaura ermodynamczna kelwn K NaęŜene śwała (śwałość) kandela cd Lczność maer mol mol Jednosk uzupełnające SI Ką płask radan rad Ką bryłowy seradan sr

3 Przykład Przelczyć jednoskę napęca 1 wol ( j. pochodna SI, legalna - na szczęśce!) na jednosk podsawowe SI: 1 kg 1 m 1 J 1 m ( 1 N 1 m) 1 s 1 V = 1 W 1 s 1 s 1 s kg m = = = = s Jednosk wórne SI Przedrosk worzące welokronośc podwelokronośc jednosek MnoŜnk Przedrosek Skró MnoŜnk Przedrosek Skró 10 1 era T 10 ceny c 10 9 gga G 10 3 ml m 10 6 mega M 10 6 mkro µ 10 3 klo k 10 9 nano n 10 heko h 10 1 pko p 10 1 deka da femo f ao a 10 1 decy d W układze SI w odnesenu do próŝn zachodz zaleŝność: gdze: sałe powszechne śwała). 1 = 10 4 π 9 F m ε 0 µ 0 c =1 1 9 ε 0 przenkalność elekryczna próŝn (sała elekryczna); µ = 4π H m przenkalność magneyczna próŝn (sała magneyczna); + m c = prędkość propagacj fal EM w próŝn (prędkość s

4 Wybrane Sałe Fzyczne sała oznaczene warość jednoska ładunek elekronu e 1, (49) C przenkalność elekryczna próŝn ε F m π przenkalność magneyczna próŝn µ 0 4π 10 7 prędkość propagacj fal EM w próŝn H m 1 c m s 1 Równana Fzyczne Równana Fzyczne Posać Welkoścowa I 1 +I +I 3 = 0; u()= R (); ( ) = ( ) C du d (I 1 ) * [I 1 ]+ (I ) * [I ]+ (I ) * [I ] = 0; u() * [ u()]= R * [R] () * [ ()]; [ ] * ( ) ( ) lub ( posać ne polecana! ) * du( ) du( ) = d C [C] d * Posać Lczbowa (I 1 ) * + (I ) * + (I ) * = 0; u() * = R * () * ; ( ) = C * * du( ) d W * = 0,39 R * (I * ) * *

5 Pojęca Podsawowe Ładunek Elekryczny Q o określona lczba n ładunków elemenarnych e ( dodanch lub ujemnych ). Sany ładunków elekrycznych: ładunk neruchome nezmenne w czase zjawska pola elekrosaycznego; E + E +Q Q ładunk w ruchu lub zmenne w czase zjawska prądu elekrycznego. E 1+ Q 1 S dq Q 1 = Q + dq

6 Środowsko Jednorodne Nejednorodne Izoropowe nzoropowe Lnowe Nelnowe KaŜda cząska maer ma e same własnośc Te same własnośc fzyczne w rzech kerunkach w przesrzen Sałe fzyczne ε, µ, γ charakeryzujące środowsko ne zaleŝą od H an E Podzał środowsk ze względu na zdolność przewodzena zolaory ( delekryk ) brak ładunków swobodnych, są naomas zwązane (np. jony w sec krysalcznej). Kondukywność: γ < 10 8 S m 1. półprzewodnk yp n ( nadmar donorów - przewodncwo elekronowe ); yp p ( nadmar akceporów - przewodncwo dzurowe ); Kondukywność: (10 8 < γ < ) S m 1. przewodnk są swobodne nośnk ładunku: elekrony ( przewodnk perwszego rodzaju meale ); jony ( przewodnk drugego rodzaju elekroly ). Kondukywność: γ = ( ) S m 1. Prąd Elekryczny Zjawsko - uporządkowany ruch ładunków elekrycznych przez badany przekrój poprzeczny środowska wywołany obecnoścą pola elekrycznego; Welkość fzyczna skalarna: q E q = lm = 0 dq d Jednoska prądu w układze SI: []=1 amper = 1

7 Prąd przewodzena ruch swobodnych elekronów lub jonów pod wpływem pola elekrycznego; Prąd przesunęca przemeszczene ładunków dodanch ujemnych w aome ( polaryzacja ) bez naruszena srukury aomowej maer; Prąd unoszena ( konwekcj ) ruch ładunków wraz z maerą w środowsku neprzewodzącym ( np. srumeń elekronów w lampe elekronowej ) Kerunek srzałk prądu UMOW: kerunek ruchu ładunków dodanch (! ) = +1, m = 1, m Gęsość prądu elekrycznego Gęsość prądu elekrycznego J o welkość wekorowa o module: J α ds n J = lm = Sn 0 S n d ds n m S = J ds S Przykład = 1, S= 1 m : J = 1 m S 1 = 1 mm = m : J 1 = 1 M m (! )

8 Napęce Elekryczne Napęce elekryczne o welkość skalarna charakeryzująca poencjalne pole elekryczne. E dl U = E d l = V V gdze: V, V odpowedno poencjały punków. Jednoska napęca w układze SI: [u]=1 wol = 1 V Kerunek srzałk napęca UMOW: od poencjału nŝszego do wyŝszego u = +1 V u = 1 V Energa elekryczna moc E u q

9 Elemenarna energa pobrana w = F dl = q E dl = u q = u 13 u Energa pobrana w przedzale czasu < 1, > w = < > u d 1, Jednoska energ elekrycznej w układze SI: [w]=1 dŝul = 1 J = 1 V 1 1 s Moc chwlowa szybkość poberana energ elekrycznej 1 p w dw = lm = = 0 d u w = < > p( ) d 1, Jednoska mocy elekrycznej w układze SI: [p] = 1 wa =1 W = 1 V 1 = 1 J 1 s 1 Przyk³ad 1. ()= 6 e 0,5 []; u()= 1(1 e 0,5 ) [V] 1 p() = u() () = 7(e 0,5 e ) [W] 0, 5τ τ 0, 5 ( ) ( ) w( < 0, > ) = p( τ) dτ = 7 e e dτ = 7 1+ e e 0 0 [J] w(<0, >) = 7 [J]