"Allmän fysik. Elektromagnetism" - kurs 2800 rub. från MSU, träning 15 veckor. (4 månader), Datum: 5 december 2023.

Föreläsning 1. Elektromagnetisk interaktion och dess plats bland andra interaktioner i naturen. Utveckling av elektricitetens fysik i M.V. Lomonosovs verk. Elektrisk laddning. Mikroskopiska laddningsbärare. Millikans erfarenhet. Lagen om bevarande av elektrisk laddning. Elektrostatik. Coulombs lag och dess fälttolkning. Vektor för elektrisk fältstyrka. Principen för överlagring av elektriska fält.

Föreläsning 1. Elektriskt fältstyrka vektorflöde. Ostrogradsky–Gauss elektrostatiska teorem, dess representation i differentiell form. Elektrostatisk fältpotential. Potential. Normalisering av potential. Samband mellan vektorn för elektrostatisk fältstyrka och potential. Arbete av elektrostatiska fältkrafter. Laddsystempotential.

Föreläsning 3. Cirkulation av vektorn för elektrisk fältstyrka. Cirkulationssatsen, dess representation i differentialform. Poissons och Laplaces ekvationer. Elektrisk dipol. Potential och fältstyrka för en dipol.

Föreläsning 4. Ledare i ett elektrostatiskt fält. Elektrostatisk induktion. Fältstyrka vid ytan och inuti ledaren. Fördelning av laddning över ytan av en ledare. Elektrostatiskt skydd. Förhållandet mellan laddning och potential hos en ledare. Elektrisk kapacitet. Kondensatorer. Kapacitet hos platta, sfäriska och cylindriska kondensatorer. En ledande boll i ett enhetligt elektrostatiskt fält.

Föreläsning 5. Dielektrik. Gratis och bundna avgifter. Polarisationsvektor. Förhållandet mellan polarisationsvektorn och bundna laddningar. Vektor av elektrisk induktion i ett dielektrikum. Dielektrisk känslighet och dielektrisk konstant och ämnen. Materialekvation för elektriska fältvektorer. Ostrogradsky-Gauss sats för dielektrik. Dess differentiella form. Gränsvillkor för spänningsvektorer och elektrisk induktion. Dielektrisk kula i ett enhetligt elektriskt fält.

Föreläsning 6. Energi i ett system av elektriska laddningar. Interaktionsenergi och självenergi. Elektrostatisk fältenergi och dess volymetriska densitet. Energi hos en elektrisk dipol i ett yttre fält. Ponderomotiva krafter i ett elektriskt fält och metoder för deras beräkningar. Samband mellan begrundande krafter och laddningssystemets energi.

Föreläsning 7. Elektronisk teori om polarisering av dielektrikum. Lokalt fält. Icke-polär dielektrik. Clausius–Mossotti formel. Polär dielektrik. Langevin funktion. Polarisering av joniska kristaller. Elektriska egenskaper hos kristaller. Pyroelektrik. Piezoelektrik. Direkt och omvänd piezoelektrisk effekt och deras tillämpning. Ferroelektrik. Domänstruktur för ferroelektrik. Hysteres. Curie poäng. Tillämpning av ferroelektrik.

Föreläsning 8. Konstant elektrisk ström. Strömstyrka och densitet. Aktuella linjer. Elektriskt fält i en strömförande ledare och dess källor. Kontinuitetsekvation. Villkor för att strömmen ska vara stationär. Elektrisk spänning. Ohms lag för en del av en krets. Elektrisk resistans. Ohms lag i differentiell form. Specifik elektrisk ledningsförmåga hos ett ämne.

Föreläsning 9. Strömmar i kontinuerlig media. Grundstötning. DC-drift och effekt. Joule–Lenz lag och dess differentialform. Utomstående krafter. Elektromotorisk kraft. Ohms lag för en sluten krets. Förgrenade kedjor. Kirchhoffs regler. Exempel på deras tillämpning.

Föreläsning 10. Magnetostatik. Interaktion av strömmar. Nuvarande element. Biot-Savart-Laplace-lagen och dess fälttolkning. Magnetfältinduktionsvektor. Effekten av ett magnetfält på en ström. Amperes lag. Sats om cirkulationen av magnetfältsinduktionsvektorn. Differentialform av cirkulationssatsen. Vortexkaraktären hos magnetfältet. Ekvationen är div B = 0. Begreppet vektorpotential. Relativistisk karaktär av magnetiska interaktioner.

Föreläsning 11. Elementärström och dess magnetiska moment. Magnetfält för en elementär ström. Elementär ström i ett magnetfält. Magnetfält för en rörlig laddning. Interaktion mellan rörliga laddningar. Lorentz kraft. Halleffekt.

Föreläsning 12. Magnetiskt induktionsvektorflöde (magnetiskt flöde). Självinduktanskoefficient (induktans). Koefficienten för ömsesidig induktion av två kretsar. Potentiell strömfunktion. Krafter som verkar på en strömförande krets. Interaktion mellan två kretsar med ström.

Föreläsning 13. Elektromagnetisk induktion. Faradays lag om elektromagnetisk induktion och dess differentialform. Lenz regel. Induktionsmetoder för mätning av magnetfält. Toki Fuko. Fenomenet självinduktion. Extra strömmar av stängning och brytning. Strömmens magnetiska energi. Magnetisk energi hos ett system av strömkretsar. Magnetfältsenergi och dess volymetriska densitet.

Föreläsning 14. Magnetik. Begreppet molekylära strömmar. Ett ämnes magnetiseringsvektor och dess samband med molekylära strömmar. Magnetisk fältstyrka vektor. Magnetisk permeabilitet och magnetisk känslighet för ett ämne. Materialekvation för magnetfältsvektorer. Gränsvillkor för vektorer av magnetfältstyrka och induktion. Magnetiskt skydd. Inverkan av en magnets form på dess magnetisering.

Föreläsning 15. Klassificering av magnetiska material. Diamagneter, paramagneter och ferromagneter. Klassisk beskrivning av diamagnetism. Larmorprecession. Paramagnetism. Langevins teori. Mikroskopiska bärare av magnetism. Magneto-mekaniskt experiment av Einstein-de-Haas. Barnetts mekanomagnetiska experiment. Gyromagnetiskt förhållande.

Föreläsning 16. Ferromagneter. Spontan magnetisering och Curie temperatur. Domänstruktur. Magnetiseringshysteres, Stoletov-kurva. Restinduktion och tvångskraft. Temperaturberoende av magnetisering. Krafter som verkar på magneter i ett magnetfält.

Föreläsning 17. Kvasistationära strömmar. Förutsättningar för kvasistationaritet. Transienta processer i RC- och LC-kretsar. Elektromagnetiska vibrationer. Oscillerande krets. Naturliga vibrationer i en krets. Ekvation av harmoniska vibrationer. Energi lagrad i kretsen. Dämpade svängningar. Dämpningsindex. Avkopplingstid. Logaritmisk dämpningsminskning. Kontur kvalitetsfaktor. Oscillationer i kopplade kretsar. Partiella svängningar och deras frekvenser. Normala vibrationer (lägen).

Föreläsning 18. Forcerade svängningar i kretsen. Processen att etablera forcerade svängningar. Sinusformad växelström. Aktivt, kapacitivt och induktivt motstånd. Impedans. Ohms lag för växelströmskretsar. Vektordiagrammetod och komplex amplitudmetod.

Föreläsning 19. Spänningsresonans. Spänningar och strömmar vid resonans. Resonanskurvans bredd. Resonans av strömmar. Kirchhoffs regler för växelströmskretsar. AC drift och ström. Effektiva värden på ström och spänning.

Föreläsning 20. Teknisk tillämpning av växelströmmar. Generatorer och elmotorer. Trefasström. Erhålla och använda ett roterande magnetfält. Stjärn- och deltakoppling av lindningar. Fas- och linjespänningar. Transformator. Funktionsprincip, enhet, tillämpning. Transformationskoefficient. Kärnans roll.

Föreläsning 21. Högfrekventa strömmar. Hudeffekt. Hudskiktets tjocklek. Maxwells ekvationssystem som en generalisering av experimentella data. Ledningsström och förskjutningsström. Ömsesidiga transformationer av elektriska och magnetiska fält. Elektromagnetiska vågor. Våg ekvation. Umov-Poynting vektor. Utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor.

Föreläsning 22. Klassisk teori om elektronisk konduktivitet Drude – Lorentz. Erfarenhet av Tolman och Stewart. Ohms, Joule-Lenz och Wiedemann-Franz lagar. Begränsningar av klassisk elektronisk teori. Begreppet bandteori om fasta ämnen. Energinivåer och bildandet av energizoner. Paulis princip. Fermi–Dirac statistik. Funktioner i bandstrukturen för dielektrika, halvledare och metaller. Förklaring av fasta ämnens konduktivitet med hjälp av bandteori.

Föreläsning 23. Halvledare. Inneboende och föroreningskonduktivitet hos halvledare. Halvledare av P- och n-typ, pn-övergång. Tillämpningar av halvledare: halvledardioder, transistorer, fotodioder, fotoresistorer. Kontaktfenomen. Kontaktpotentialskillnad. Termoelektricitet. Termomotorisk kraft. Termoelement. Peltier-effekt. Thomson-fenomen. Superledningsförmåga. Grundläggande egenskaper hos supraledare. Magnetisk induktion inuti en supraledare. Meissner-effekt. Kritiskt område. Hög temperatur supraledning. Tillämpning av supraledare.

Ångturbiner i kärnkraftverk. Del 1. Teori om termisk process.

Kurs "Kärnkraftverks ångturbiner. Del 1. Theory of Thermal Process" är avsedd att erhålla systematisk kunskap om principen för drift, struktur och teori för den termiska processen flerstegs ångturbiner av mättad ånga från kärnkraftverk och bildandet av färdigheter och förmågor för att utföra standard termiska beräkningar av turbiner steg.