1. 5. Электростатическая энергия и постоянный электрический ток

5.1.

Чему равна электростатическая энергия системы из N зарядов, расположенных в точках r_j, величины q_j которых заданы?

U=

5.2

Чему равна электростатическая энергия непрерывно распределенного по объему V пространственного заряда с известной плотностью ρ(r), если пространственное распределение потенциала в указанном объеме известно φ(r).

U=

5.3

В некотором объеме пространства V задана зависимость электрического потенциала от координат φ(r). Как рассчитать электростатическую энергию в этом объеме?

U=

5.4.

В некотором объеме пространства V задана зависимость напряженности электрического поля от координат Е(r). Как рассчитать электростатическую энергию в этом объеме?

U=

5.5.

В некотором объеме диэлектрика V заданы зависимости от координат напряженности электрического поля Е(r) и диэлектрической проницаемости вещества ε(r) . Как рассчитать электростатическую энергию в этом объеме?

U=

5.6.

Чему равна электростатическая энергия металлического шарика радиусом R, имеющего заряд Q?

U=

5.7.

Чему равна энергия электрического диполя с моментом d во внешнем электрическом поле с напряженностью Е?

U=

5.8.

Дайте определение емкости С.

5.9.

Сему равна емкость плоского конденсатора, представляющего собой две квадратные (со стороной l) металлические пластины, в зазор между которыми (d) помещен диэлектрик с постоянной проницаемостью ε?

5.10.

Рассчитайте емкость сферического конденсатора, между обкладками которого (радиусы обкладок R₁ и R₂) помещен диэлектрик с постоянной проницаемостью ε?

5.11.

Рассчитайте емкость цилиндрического конденсатора, обкладки которого представляют собой два соосных цилиндра (радиусы цилиндров R₁ и R₂) высотой h, а между ними помещен диэлектрик с проницаемостью ε

5.12

Дайте определение плотности электрического тока.

5.13

Дайте определение силы тока I через некоторую заданную поверхность.

5.14.

Запишите закон сохранения электрического заряда (в дифференциальной формулировке).

5.15.

Запишите закон сохранения электрического заряда (в интегральной формулировке).

5.16.

Сформулируйте правила (законы) Кирхгофа для расчетов сложных цепей постоянного тока.

5.17.

Сформулируйте закон Ома для пассивного участка цепи.

5.18

Сформулируйте закон Ома для пассивного участка (дифференциальная форма).

5.15

Рассчитайте электрическое сопротивление зазора длиной d между двумя квадратными электродами l*l, если между ними помещено вещество с диэлектрической проницаемостью ε и удельной электропроводностью σ.

5.16

Рассчитайте электрическое сопротивление между обкладками сферического конденсатора (радиусы обкладок R₁ и R₂), если межу ними помещено вещество с диэлектрической проницаемостью ε и удельной электропроводностью σ.

5.17.

Рассчитайте электрическое сопротивление между обкладками конденсатора (радиусы обкладок R₁ и R₂, высота конденсатора h), если межу ними помещено вещество с диэлектрической проницаемостью ε и удельной электропроводностью σ.

5.18

Нарисуйте электрическую схему однополупериодного выпрямителя.

5.19.

Нарисуйте электрическую схему двухполупериодного выпрямителя.

5.20.

Каким типом проводимости обладает примесной полупроводник, создаваемый путем внедрения в кристалл кремния (Si) примеси галлия (Ga).

5.21.

Какие квазичастицы являются основными носителями в примесном полупрводнике, получаемом в результате внесения в кристалл германия (Ge) примеси мышьяка (As).

5.22.

На рис. представлена заготовка для будущего полупроводникового диода (кристалл германия –Ge), под которой изображена его электрическая схема. Примеси из каких атомов следует внедрить в приэлектродные зоны для того, чтобы получить соответствующий схематическому обозначению полупроводниковый прибор? (Впишите соответствующие химические символы в нудные места).

5.23.

На рис. представлена заготовка для будущего транзистора (кристалл кремния –Si). Отмечены выводы: Эмиттер, База и Коллектор. Примеси из каких атомов следует внедрить в приэлектродные зоны для того, чтобы получить npn-транзистор? (Впишите соответствующие химические символы в нудные места).

5.24.

Нарисуйте энергетическую схему (c- и v-зоны, донорные (акцепторные) уровни, энергия Ферми- подписать) для полупроводника n-типа. Укажите на схеме механизм появления квазичастиц, являющихся основными носителями в таком полупроводнике.

5.25.

Нарисуйте энергетическую схему (c- и v-зоны, донорные (акцепторные) уровни, энергия Ферми- подписать) для полупроводника, получаемого внедрением в кремний трехвалентной примеси. Укажите на схеме механизм появления квазичастиц, являющихся основными носителями в таком полупроводнике.

5.26.

Запишите в виде таблицы истинности логическую схему работы базового элемента ТТЛ-логики («2И-НЕ»).

5.27.

Нарисуйте схему простейшего генератора прямоугольных импульсов, реализуемого на базовых элементах ТТЛ (транзистор-транзисторной логики) – 2И-НЕ.

5.28.

Нарисуйте схему простейшей ячейки памяти (триггера) реализуемого на базовых элементах ТТЛ (транзистор-транзисторной логики) – 2И-НЕ.

5.29.

Нарисуйте две максимально-приближенные к реальности вольт-амперные характеристики вакуумного диода при разных температурах накала катода (Т₁<T₂).

5.30.

Перечислите основные элементарные процессы, приводящие к появлению свободных электронов в низкотемпературной плазме тлеющего разряда (не менее трех).