Совет 1: Как обнаружить разность потенциалов
Электростатика – один из особенно трудных разделов физики. При постижении силовых полей значимо знать о такой величине, как потенциал, которая характеризует поле в определенно взятой точке, и уметь находить разность потенциалов , т.е. электрическое напряжение.
Вам понадобится
- лист бумаги, ручка
Инструкция
1. Перед тем, как разобраться, что же такое электрическое напряжение и как его вычислять, нужно ознакомиться еще с рядом представлений.
2. Согласно определению, электрическое напряжение между двумя точками возникает тогда, когда в одной из них есть избыток электронов по отношению к иной. По своему заряду частицы могут быть негативными «?» и правильными «+». Разноименные частицы будут притягиваться друг к другу. Когда в одной точке не хватает электронов, вокруг нее образует позитивное поле. Чем огромнее эта нехватка, тем мощнее поле. Соответственно, когда в иной точке электроны в избытки, частица тяготится их отдать, образуя вокруг себя негативное поле. Таким образом получаются два потенциала, которые тяготятся обменяться электронами. Пока этого не случилось, между ними существует напряжение, т.е. разность потенциалов.
3. Исходя из вышесказанного, получается, что разность потенциалов равняется работе электрического поля, осуществленной для того, дабы переместить единичный правильный заряд из точки 1 в точку 2. Разность потенциалов измеряется в вольтах (В).
4. Дабы рассчитать разность потенциалов , воспользуйтесь формулой U=Aq , где U – это желанное электрическое напряжение, A – работа электростатического поля, а q – электрический заряд.
5. Для нахождения работы нужна своя формула. Согласно ей A=-(W2-W1)=-(ф2-ф1)q=q?ф. q – величина непрерывная, а ф – это потенциал, тот, что вы можете вычислить по формуле ф=kqr. k – это показатель жесткости, равный 9*10^9 H*м^2/Кл^2. r – это расстояние от источника поля до данной точки.
Совет 2: Что такое разность
Разность выражает количественное различие между двумя числами. Если эти числа олицетворяют собой те либо иные величины, скажем, физические, то разностью между ними выражается различие этих величин друг от друга.
Инструкция
1. Разность ю именуется итог вычитания одного числа из другого. Первое из этих чисел — то, из которого осуществляется вычитание — именуется сокращаемым, а второе, которое вычитают из первого, именуется вычитаемым. Если к разности прибавить вычитаемое, то получится сокращаемое, а если из уменьшаемого вычесть разность, то получится вычитаемое. Если вычитаемое огромнее сокращаемого, разность окажется негативной.
2. Разность может быть вычислена при помощи калькулятора. Если он обычный либо инженерный с арифметическим представлением выражений, для этого нужно нажать клавишу [C], ввести сокращаемое, нажать клавишу [-], ввести вычитаемое, позже чего нажать клавишу [=]. На калькуляторах с так называемой обратной либо польской записью, нынче примерно вышедших из употребления, для приобретения разности 2-х чисел нужно нажать клавишу [C], ввести сокращаемое, нажать клавишу со стрелкой вверх (число перейдет в стек), ввести вычитаемое, позже чего нажать клавишу [-] (произойдет вычитание числа на индикаторе из числа в стеке).
3. Так называемая суммирующая машина способна осуществлять каждого одно математическое действие — сложение. Дабы на ней получить разность 2-х чисел, прибегают к следующему приему. Сначала в уме сокращают вычитаемое на единицу. После этого все его цифры переводят в дополнительные: нуль превращается в девять, один — в восемь, и так дальше. Свободные старшие разряды заполняют девятками. Сложив сокращаемое, выраженное в обычных цифрах, с вычитаемым, выраженных в дополнительных, принуждают счетчики машины переполняться, и индицируется разность.
4. Представлением разности оперируют не только математики, оно применяется и в естественных науках. Скажем, если напряжение в одной точке цепи касательно всеобщего провода равно U1, а в другой — U2, то если подключить вольтметр между этими точками, он покажет напряжение, равное U1-U2. Это — так называемая разность потенциалов. Напряжение, вырабатываемое любым гальваническим элементом, определяется разностью электрохимических потенциалов веществ, из которых изготовлены его электроды. До изобретения стабилизаторов напряжения калибровка вольтметров осуществлялась при помощи так называемых типичных элементов Вестона, в которых реагирующие вещества подобраны так, дабы разность потенциалов между ними имела высокую устойчивость. В гидравлике и пневматике разность давлений является аналогом разности потенциалов в электротехнике. А в радиоприемнике промежуточная частота равна разности частот принимаемого сигнала и гетеродина.
Совет 3: Как обнаружить величину h по физике
Значение непрерывной Планка, обозначаемой буквой h, определено экспериментально в лабораторных условиях с точностью до десяти знаков позже запятой. Поставить навык по ее определению дозволено и в физическом кабинете, но точность будет гораздо поменьше.
Вам понадобится
- – фотоэлемент с внешним фотоэффектом;
- – источник света с монохроматором;
- – плавно регулируемый источник питания на 12 В;
- – вольтметр;
- – микроамперметр;
- – лампа на 12 В, 0,1 А;
- – калькулятор, работающий с числами, представленными в экспоненциальной форме.
Инструкция
1. Используйте для навыка фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Элемент с внутренним фотоэффектом (т.е., не вакуумный, а полупроводниковый) не подойдет. Испытайте его на пригодность для проведения навыка, для чего подключите к микроамперметру непринужденно, соблюдая полярность. Направьте на него свет – стрелка должна отклониться. Если этого не произойдет, используйте фотоэлемент иного типа.
2. Не меняя полярности подключения ни фотоэлемента, ни микроамперметра, разорвите цепь и включите в ее обрыв регулируемый источник питания, выходное напряжение которого дозволено плавно менять от 0 до 12 В (с двумя ручками для жесткой и точной регулировки). Внимание: включать данный источник следует не в прямой, а в обратной полярности, дабы он своим напряжением не увеличивал, а сокращал ток через элемент. Параллельно ему подключите вольтметр – на данный раз в полярности, соответствующей обозначениям на источнике. Этого дозволено не делать, если в блоке имеется встроенный вольтметр. Также подключите параллельно выходу нагрузку, скажем, в виде лампы на 12 В, 0,1 А, на случай, если внутреннее сопротивление источника крупно. Свет лампы попадать на фотоэлемент не должен.
3. Установите напряжение источника на нуль. Направьте в фотоэлемент поток света из источника с монохроматором, выставив длину волны порядка 650 нанометров. Плавно увеличивая напряжение источника питания, добейтесь, дабы ток через микроамперметр стал равным нулю. Оставьте регулятор в этом расположении. Запишите показания вольтметра и шкалы монохроматора.
4. Выставьте на монохроматоре длину волны порядка 450 нанометров. Немножко увеличьте выходное напряжение источника питания, дабы ток через фотоэлемент вновь стал равным нулю. Запишите новые показания вольтметра и шкалы монохроматора.
5. Вычислите частоту света в герцах для первого и второго навыков. Для этого поделите скорость света в вакууме, равную 299792458 м/с, на длину волны, заблаговременно переведенную из нанометров в метры. Для простоты считайте показатель преломления воздуха равным 1.
6. Вычтите большее напряжение из меньшего. Итог умножьте на заряд электрона, равный 1,602176565(35)·10^(?19) кулона (Кл), а после этого поделите на итог вычитания большей частоты из меньшей. Получится непрерывная Планка, выраженная в джоулях, умноженных на секунду (Дж·с). Если она будет близка к официальному значению, равному 6,62606957(29)·10^(-34) Дж·с, навык дозволено считать поставленным верно.
Видео по теме
Обратите внимание!
Соблюдайте осторожность при работе с электрическим оборудованием.
Совет 4: Как обнаружить разность прогрессии
Арифметической последовательностью называют такой упорядоченный комплект чисел, весь член которого, помимо первого, отличается от предыдущего на одну и ту же величину. Эта непрерывная величина именуется разностью прогрессии либо ее шагом и может быть рассчитана по знаменитым членам арифметической прогрессии.
Инструкция
1. Если из условий задачи вестимы значения первого и второго либо всякий иной пары соседних членов арифметической прогрессии, для вычисления разности (d) легко отнимите от дальнейшего члена предшествующий. Получившаяся величина может быть как правильным, так и негативным числом – это зависит от того, является ли прогрессия вырастающей либо убывающей. В всеобщей форме решение для произвольно взятой пары (a? и a???) соседних членов прогрессии запишите так: d = a??? – a?.
2. Для пары членов такой прогрессии, один из которых является первым (a?), а иной – любым иным произвольно выбранным, тоже дозволено составить формулу нахождения разности (d). Впрочем в этом случае неукоснительно должен быть вестим порядковый номер (i) произвольного выбранного члена последовательности. Для вычисления разности сложите оба числа, а полученный итог поделите на уменьшенный на единицу порядковый номер произвольного члена. В всеобщем виде эту формулу запишите так: d = (a?+ a?)/(i-1).
3. Если помимо произвольного члена арифметической прогрессии с порядковым номером i вестим иной ее член с порядковым номером u, измените формулу из предыдущего шага соответствующим образом. В этом случае разностью (d) прогрессии будет сумма этих 2-х членов, поделенная на разность их порядковых номеров: d = (a?+a?)/(i-v).
4. Формула вычисления разности (d) несколько усложнится, если в условиях задачи дано значение первого ее члена (a?) и сумма (S?) заданного числа (i) первых членов арифметической последовательности. Для приобретения желанного значения поделите сумму на число составивших ее членов, отнимите значение первого числа в последовательности, а итог удвойте. Получившуюся величину поделите на уменьшенное на единицу число членов, составивших сумму. В всеобщем виде формулу вычисления дискриминанта запишите так: d = 2*(S?/i-a?)/(i-1).
Совет 5: Как определить потенциалы точек
Представление потенциала обнаружило дюже широкое распространение не только в науке и технике, но и в быту. Так напряжение в электрической сети – это разность потенциалов. Особенно отчетливо это представление исследовано в теории поля, где оно появляется при постижении особых полей, часть которых являются потенциальными.
Инструкция
1. Векторное поле образует векторная величина, заданная в виде функции точек поля М(x,y,z). Обозначается как F=F(M)=F(x,y,z) либо F=i?P(x,y,z)+j?Q(x,y,z)+k?R(x,y,z), где P, Q, R – координатные функции. Наибольшее использование векторные поля получили в теории электромагнитного поля.
2. Векторное поле именуется потенциальным в некоторой области, если его дозволено представить в виде F(M)=grad(f(M)). При этом f(M)=f(x,y,z) именуется скалярным потенциалом векторного поля. Если F(M)={P, Q, R}, то P=&partf/&partх, Q=&partf/&party, R=&partf/&partz. Вестимо, что для всякий скалярной функции f ротор ее градиента rot(gradf)=0. Это равенство является нужным и довольным условием потенциальности F(M). Его дозволено перефразировать в виде:∂Q/∂х=∂P/∂y, ∂P/∂z=∂R/∂х, ∂R/∂y=∂Q/∂z.
3. Вычисление потенциала f возможного поля F=i?P(x,y,z)+j?Q(x,y,z)+k?R(x,y,z) производится на основе того, что в силу определения df= F?dr (имеется в виду скалярное произведение). Тогда f=?(Мо М) F?dr=?(Мо М)P?dx+Q?dy+R?dz представляет собой криволинейный интеграл второго рода по произвольной линии от Мо к переменной точке М. Проще каждого применять крушенную, отрезки которой параллельны координатным осям (условие потенциальности совпадает с условием автономности криволинейного интеграла от пути интегрирования) (см. рис. 1).
4. Приступите к решению. Обозначьте x*, y*, z* координаты переменной точки на пути интегрирования. На отрезке МоА y*=yo, z*=zo, dy*=0, dz*=0 и ?(Мо А) Fdr=?(xо x)P(x*,yo,zo)?dx*.На АВ x*=x, z*=zo, dx*=0, dz*=0 и ?(А В) F?dr=?(yо y)Q(x,y*,zo)?dy*.На ВМ x*=x, y*=y, dx*=0, dy*=0 и ?(В М) F?dr=?(zо z)R(x,y,z*)?dz*. Окончательно, f=?(xо x)P(x*,yo,zo)?dx*+?(yо y)Q(x,y*,zo)?dy*+?(zо z)R(x,y,z*)?dz*.
5. Пример. Дано векторное поле F(x,y,z)=(2x?y+z)i + (x^2-2y)?j+x?k. Обнаружить его потенциал в точке М(1,2,1). Решение. Проверьте, является ли заданное поле потенциальным. Для этого дозволено вычислить его ротор, но проще применять равенства ∂Q/∂х=∂P/∂y, ∂P/∂z=∂R/∂х, ∂R/∂y=∂Q/∂z. Тут P=2x?y+z, Q=x^2-2y, R=x. ∂Q/∂х=2x, ∂P/∂y=2x – первое равенство исполнено. ∂P/∂z=1, ∂R/∂х=1 второе равенство исполнено. ∂R/∂y=0, ∂Q/∂z=0 – исполнено и третье равенство. Сейчас вычислите потенциал, приняв за исходную точку (0,0,0) – это проще каждого. f=?(0 x)0?dx*+?(0 y)?(x^2-y*)?dy*+?(0 z)?x?dz*=(x^2)?y-y^2+x?z. f(1,2,1)=-1.
Обратите внимание!
?(Мо М) – криволинейный интеграл в пределах дуги (от точки Мо до точки М, принадлежащие дуге).
Совет 6: Как обнаружить ноль
Зачастую в быту появляется надобность заменить электрическую розетку либо повесить люстру. Переменный ток, от которого работают все бытовые электрические приборы, поступает в них по трем проводам. Один из них именуется нулем. Как его определить?
Инструкция
1. Обратитесь к эксперту-электрику. Определение проводов независимо – довольно небезопасное занятие. Если все-таки решили определить провод «нуль» сами, то заранее проконсультируйтесь у людей, владеющих базовыми познаниями.
2. Проверьте маркировку проводов. Современные электропровода различаются по цвету. Обыкновенно «нуль» бывает синего цвета. Если все провода оказываются одного цвета, то различить их дозволено по цвету изоляции (кембриков). Кембрик на проводе «нуль» синего цвета.
3. Измерьте напряжение в электрической сети с подмогой вольтметра. Между проводами «нуль» и «заземление» стрелка прибора останется без движения. А вот между «фазой» и «нуль» вольтметр покажет величину напряжения либо разность потенциалов.
4. Приобретите индикаторную отвертку, которая продается в любом магазине электротоваров. В ручку встроен светодиод, он будет сообщать о присутствие напряжения в электрической сети.
5. В целях предупреждения удара током наденьте резиновые перчатки. Возьмите отвертку за ручку и прижмите ее к проводам либо вставьте в отверстие розетки. Индикатор отвертки загорится в случае, если вы попали на провод «фазу». На нулевом проводе светодиод не загорится. Недостатком этого способа является то, что с поддержкой отвертки невозможно отличить провода «нуль» и «заземление».
6. Если ни в одном случае индикатор не загорелся, то проверьте присутствие электричества во каждом доме либо квартире.
7. Воспользуйтесь народным способом определения провода «нуль», если не оказалось под рукой особых приборов. Возьмите картофелину, разрежьте напополам, вставьте в срез обесточенные провода на некотором расстоянии друг от друга. На короткое время подайте напряжение на провода. Вблизи «фазного» провода участок картофелины посинеет.
Видео по теме
