10. Последовательное и параллельное соединение резисторов.
Последовательное соединение резисторов
Последовательное соединение – это соединение двух или более резисторов в форме цепи, в которой каждый отдельный резистор соединяется с другим отдельным резистором только в одной точке.
Общее сопротивление Rобщ
При таком соединении, через все резисторы проходит один и тот же электрический ток. Чем больше элементов на данном участке электрической цепи, тем «труднее» току протекать через него. Следовательно, при последовательном соединении резисторов их общее сопротивление увеличивается, и оно равно сумме всех сопротивлений.
Напряжение при последовательном соединении
Напряжение при последовательном соединении распределяется на каждый резистор согласно закону Ома:
Т.е чем большее сопротивление резистора, тем большее напряжение на него падает.
Параллельное соединение резисторов.
Параллельное соединение – это соединение, при котором резисторы соединяются между собой обоими контактами. В результате к одной точке (электрическому узлу) может быть присоединено несколько резисторов.
Общее сопротивление Rобщ
При таком соединении, через каждый резистор потечет отдельный ток. Сила данного тока будет обратно пропорциональна сопротивлению резистора. В результате общая проводимость такого участка электрической цепи увеличивается, а общее сопротивление в свою очередь уменьшается.
Таким образом, при параллельном подсоединении резисторов с разным сопротивлением, общее сопротивление будет всегда меньше значения самого маленького отдельного резистора.
Формула общей проводимости при параллельном соединении резисторов:
Формула эквивалентного общего сопротивления при параллельном соединении резисторов:
Для двух одинаковых резисторов общее сопротивление будет равно половине одного отдельного резистора:
Соответственно, для n одинаковых резисторов общее сопротивление будет равно значению одного резистора, разделенного на n.
Напряжение при параллельном соединении
Напряжение между точками A и B является как общим напряжением для всего участка цепи, так и напряжением, падающим на каждый резистор в отдельности. Поэтому при параллельном соединении на все резисторы упадет одинаковое напряжение.
Электрический ток при параллельном соединении
Через каждый резистор течет ток, сила которого обратно пропорциональна сопротивлению резистора. Для того узнать, какой ток течет через определенный резистор, можно воспользоваться законом Ома:
11. Магнитные свойства материалов, магнитная проницаемость .
Магнитная
проницаемость — физическая
величина,
коэффициент (зависящий от свойств
среды), характеризующий связь
между магнитной
индукцией 
и напряжённостью
магнитного поля 
в
веществе. Для разных сред этот коэффициент
различен, поэтому говорят о магнитной
проницаемости конкретной среды
(подразумевая ее состав, состояние,
температуру и т. д.).
Впервые встречается в работе Вернера Сименса «Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus» («Вклад в теорию электромагнетизма») в 1881 году[1].
Обычно
обозначается греческой буквой 
.
Может быть как скаляром (у изотропных
веществ),
так и тензором (у анизотропных).
В общем связь соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как
и в общем случае здесь следует понимать как тензор, что в компонентной записи соответствует[2]:
Для изотропных веществ соотношение:
можно понимать в смысле умножение вектора на скаляр (магнитная проницаемость сводится в этом случае к скаляру).
В системе СГС магнитная проницаемость — безразмерная величина, в Международной системе единиц (СИ) вводят как размерную (абсолютную), так и безразмерную (относительную) магнитные проницаемости:
,
где 
—
относительная, а
—
абсолютная проницаемость, 
— магнитная
постоянная (магнитная
проницаемость вакуума).
Нередко обозначение используется не так, как здесь, а именно для относительной магнитной проницаемости (при этом совпадает с таковым в СГС).
Размерность абсолютной магнитной проницаемости в СИ такая же, как размерность магнитной постоянной, то есть Гн/м или Н/А2.
Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью χ следующим образом: в СИ:
в Гауссовой системе:
Вообще говоря магнитная проницаемость зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля (а кроме того от температуры[3], давления итд).
Также зависит от характера изменения поля со временем, в частности, для синусоидального колебания поля — зависит от частоты этого колебания (в этом случае вводят комплексную магнитную проницаемость чтобы описать влияние среды на сдвиг фазы 'B' по отношению к 'H'). При достаточно низких частотах (небольшой быстроте изменения поля) ее можно обычно считать в этом смысле константой.
Магнитные свойства материалов
|
|
Всем известно, что в природе есть материалы, обладающие устойчивым магнитным полем, их называют магнитами. Каждый из нас знаком с ними, однако не каждый знает, что у каждого материала имеются характеризующие их магнитные свойства. По этим характеристикам все тела делятся на ферромагнетики, диамагнетики и парамагнетики. Само название «магнит» происходит от древнегреческого и означает «камень из Магнесии». Такой город существовал в Древней Азии, рядом с ним в те времена было обнаружено одно из первых крупных месторождений магнетита. Если рассматривать понятие магнитов шире, то самым маленьким и простым магнитом является электрон, потому что магнитные свойства остальных тел обусловлены поведением электронов внутри них. Магнитные свойства тела можно объяснить с точки зрения квантовой теории поля. Электромагнитное взаимодействие переносится особыми частицами – фотонами, которые являются бозонами без массы. Эту частицу можно назвать квантовым возбуждением любого электромагнитного поля. Классификация материалов Как уже было сказано выше, все материалы классифицируются в соответствии со своими магнитными свойствами. Всего выделяют три вида таких материалов: Ферромагнетики – это материалы, которые способны значительно усиливать любое магнитное поле, к таким материалам относятся и постоянные магниты. Они сохраняют некоторую остаточную намагниченность, даже после того, как внешнеемагнитное поле будет отключено. Подобные свойства постоянных магнитов находят весьма широкое применение в быту и производстве, в частности, они используются как автономные, не требующие энергии, источники магнитного поля. Подобные свойства данной группы веществ определяется их молекулярной структурой, а их магнитные свойства напрямую зависят от напряжённости поля, в котором они находятся. Сюда следует отнести такие материалы, как сталь, железо, чугун, кобальт, многие сплавы этих веществ и т. д. Парамагнетиками называются все материалы, которые обладают слабыми магнитными свойствами, т. е., они практически не притягиваются магнитами. Хотя нельзя сказать, что притяжения нет совсем, просто она во много раз слабее, чем у ферромагнетиков, поэтому, притягивание не заметно. Это притяжение можно обнаружить, используя специальное чувствительное оборудование. К парамагнетикам можно отнести алюминий, платину, кислород и другие. Диамагнетики – это последняя группа веществ. Сюда относятся вода, углерод, пластик, медь. Их особенность заключается в том, что они намагничиваются против магнитного поля, иными словами, они отталкиваются от магнита, правда этот эффект также проявляется довольно слабо. К ним относятся все вещества, которые не входят в первые две группы, т. е., диамагнетиками является подавляющее большинство существующих веществ и материалов. Однако стоит сказать ещё об одном свойстве веществ этой группы. Если взять, скажем, кусочки свинца и поместить их зону действия сильного магнитного поля, созданного сверхпроводящим магнитом, то они могут парить. А так как такие вещества, как углерод и вода являются диамагнетиками и содержаться практически во всех живых организмах, то парить могут даже органические тела и живые организмы. Применение магнитных свойств Такие свойства находят довольно широкое применение в различных областях производства и в быту. В первую очередь стоит выделить электромагниты, магнитные свойства которых определяются протеканием по ним электрического тока. Он представляет собой катушку-соленоид, внутрь которой вставляется железный или любой другой ферромагнитный сердечник. Кредитные карты, телевизоры, микрофоны, наушники генераторы, компасы – все они созданы на основе магнитных свойств тел, и данный список можно продолжать. Наконец, самый простой пример – картинки-магниты, присоединяемые холодильнику или любой другой металлической поверхности. Это пример, действительно, простейшего применения магнита в быту. В настоящее время, наиболее широкая область применения магнитов – это промышленность. Практически, ни одна отрасль и ни одно её направление, сегодня не обходится без технологий, использующих особенности магнитных свойств различных материалов.