„Allgemeine Physik. Elektromagnetismus“ – Kurs 2800 Rubel. von der MSU, Ausbildung 15 Wochen. (4 Monate), Datum: 5. Dezember 2023.
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Vorlesung 1. Elektromagnetische Wechselwirkung und ihr Platz unter anderen Wechselwirkungen in der Natur. Entwicklung der Physik der Elektrizität in den Werken von M.V. Lomonosov. Elektrische Ladung. Mikroskopische Ladungsträger. Millikans Erfahrung. Gesetz zur Erhaltung der elektrischen Ladung. Elektrostatik. Coulombsches Gesetz und seine Feldinterpretation. Vektor der elektrischen Feldstärke. Das Prinzip der Überlagerung elektrischer Felder.
Vorlesung 1. Vektorfluss der elektrischen Feldstärke. Der elektrostatische Satz von Ostrogradsky und Gauß, seine Darstellung in Differentialform. Elektrostatisches Feldpotential. Potenzial. Normalisierung des Potenzials. Zusammenhang zwischen dem Vektor der elektrostatischen Feldstärke und dem Potential. Arbeit elektrostatischer Feldkräfte. Potenzial des Ladesystems.
Vorlesung 3. Zirkulation des elektrischen Feldstärkevektors. Der Zirkulationssatz, seine Darstellung in Differentialform. Poisson- und Laplace-Gleichungen. Elektrischer Dipol. Potential und Feldstärke eines Dipols.
Vorlesung 4. Leiter in einem elektrostatischen Feld. Elektrostatische Induktion. Feldstärke an der Oberfläche und im Inneren des Leiters. Ladungsverteilung über die Oberfläche eines Leiters. Elektrostatischer Schutz. Zusammenhang zwischen Ladung und Potential eines Leiters. Elektrische Kapazität. Kondensatoren. Kapazität von Flach-, Kugel- und Zylinderkondensatoren. Eine leitende Kugel in einem gleichmäßigen elektrostatischen Feld.
Vorlesung 5. Dielektrika. Kostenlose und gebundene Gebühren. Polarisationsvektor. Zusammenhang zwischen Polarisationsvektor und gebundenen Ladungen. Vektor der elektrischen Induktion in einem Dielektrikum. Dielektrische Suszeptibilität und Dielektrizitätskonstante und Substanzen. Materialgleichung für elektrische Feldvektoren. Ostrogradsky-Gauss-Theorem für Dielektrika. Seine Differentialform. Randbedingungen für Spannungsvektoren und elektrische Induktion. Dielektrische Kugel in einem gleichmäßigen elektrischen Feld.
Vorlesung 6. Energie eines Systems elektrischer Ladungen. Interaktionsenergie und Selbstenergie. Elektrostatische Feldenergie und ihre volumetrische Dichte. Energie eines elektrischen Dipols in einem externen Feld. Ponderomotorische Kräfte im elektrischen Feld und Methoden zu ihrer Berechnung. Zusammenhang zwischen Ponderomotorischen Kräften und der Energie des Ladungssystems.
Vorlesung 7. Elektronische Theorie der Polarisation von Dielektrika. Lokales Feld. Unpolare Dielektrika. Clausius-Mossotti-Formel. Polare Dielektrika. Langevin-Funktion. Polarisation von Ionenkristallen. Elektrische Eigenschaften von Kristallen. Pyroelektrika. Piezoelektrika. Direkter und inverser piezoelektrischer Effekt und seine Anwendung. Ferroelektrika. Domänenstruktur von Ferroelektrika. Hysterese. Curie-Punkt. Anwendung von Ferroelektrika.
Vorlesung 8. Konstanter elektrischer Strom. Aktuelle Stärke und Dichte. Aktuelle Zeilen. Elektrisches Feld in einem stromdurchflossenen Leiter und seinen Quellen. Kontinuitätsgleichung. Bedingung dafür, dass der Strom stationär ist. Elektrische Spannung. Ohmsches Gesetz für einen Abschnitt eines Stromkreises. Elektrischer Wiederstand. Ohmsches Gesetz in Differentialform. Spezifische elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes.
Vorlesung 9. Strömungen in kontinuierlichen Medien. Erdung. Gleichstrombetrieb und Stromversorgung. Joule-Lenz-Gesetz und seine Differentialform. Äußere Kräfte. Elektromotorische Kraft. Ohmsches Gesetz für einen geschlossenen Stromkreis. Verzweigte Ketten. Kirchhoffs Regeln. Beispiele für ihre Anwendung.
Vorlesung 10. Magnetostatik. Wechselwirkung von Strömen. Aktuelles Element. Das Biot-Savart-Laplace-Gesetz und seine Feldinterpretation. Magnetfeldinduktionsvektor. Die Wirkung eines Magnetfeldes auf einen Strom. Amperesches Gesetz. Satz über die Zirkulation des Magnetfeldinduktionsvektors. Differentialform des Zirkulationssatzes. Wirbelnatur des Magnetfeldes. Die Gleichung lautet div B = 0. Das Konzept des Vektorpotentials. Relativistische Natur magnetischer Wechselwirkungen.
Vorlesung 11. Elementarstrom und sein magnetisches Moment. Magnetfeld eines Elementarstroms. Elementarstrom in einem Magnetfeld. Magnetfeld einer bewegten Ladung. Wechselwirkung bewegter Ladungen. Lorentzkraft. Hall-Effekt.
Vorlesung 12. Magnetischer Induktionsvektorfluss (magnetischer Fluss). Selbstinduktivitätskoeffizient (Induktivität). Der Koeffizient der gegenseitigen Induktion zweier Stromkreise. Mögliche aktuelle Funktion. Kräfte, die auf einen stromdurchflossenen Stromkreis wirken. Wechselwirkung zweier Stromkreise mit Strom.
Vorlesung 13. Elektromagnetische Induktion. Das Faradaysche Gesetz der elektromagnetischen Induktion und seine Differentialform. Lenzsche Regel. Induktionsmethoden zur Messung magnetischer Felder. Toki Fuko. Das Phänomen der Selbstinduktion. Zusätzliche Schließ- und Unterbrechungsströme. Magnetische Energie des Stroms. Magnetische Energie eines Systems von Stromkreisen. Magnetfeldenergie und ihre volumetrische Dichte.
Vorlesung 14. Magnetik. Das Konzept der molekularen Ströme. Der Magnetisierungsvektor einer Substanz und sein Zusammenhang mit molekularen Strömen. Magnetfeldstärkevektor. Magnetische Permeabilität und magnetische Suszeptibilität eines Stoffes. Materialgleichung für Magnetfeldvektoren. Randbedingungen für Vektoren magnetischer Feldstärke und Induktion. Magnetischer Schutz. Der Einfluss der Form eines Magneten auf seine Magnetisierung.
Vorlesung 15. Klassifizierung magnetischer Materialien. Diamagnete, Paramagnete und Ferromagnete. Klassische Beschreibung des Diamagnetismus. Larmorpräzession. Paramagnetismus. Langevins Theorie. Mikroskopische Träger des Magnetismus. Magnetomechanisches Experiment von Einstein-de-Haas. Barnetts mechanomagnetisches Experiment. Gyromagnetisches Verhältnis.
Vorlesung 16. Ferromagnete. Spontane Magnetisierung und Curie-Temperatur. Domänenstruktur. Magnetisierungshysterese, Stoletov-Kurve. Restinduktion und Zwangskraft. Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung. Kräfte, die in einem Magnetfeld auf Magnete wirken.
Vorlesung 17. Quasistationäre Strömungen. Bedingungen für Quasistationarität. Transiente Vorgänge in RC- und LC-Schaltungen. Elektromagnetische Schwingungen. Schwingkreis. Natürliche Schwingungen in einem Stromkreis. Gleichung harmonischer Schwingungen. Im Stromkreis gespeicherte Energie. Gedämpfte Schwingungen. Dämpfungsindex. Entspannungs Zeit. Logarithmisches Dämpfungsdekrement. Konturqualitätsfaktor. Schwingungen in gekoppelten Stromkreisen. Partialschwingungen und ihre Frequenzen. Normale Schwingungen (Modi).
Vorlesung 18. Erzwungene Schwingungen im Stromkreis. Der Prozess der Errichtung erzwungener Schwingungen. Sinusförmiger Wechselstrom. Aktiver, kapazitiver und induktiver Widerstand. Impedanz. Ohmsches Gesetz für Wechselstromkreise. Vektordiagramm-Methode und komplexe Amplitudenmethode.
Vorlesung 19. Spannungsresonanz. Spannungen und Ströme bei Resonanz. Breite der Resonanzkurve. Resonanz von Strömen. Kirchhoffs Regeln für Wechselstromkreise. Wechselstrombetrieb und Stromversorgung. Effektivwerte von Strom und Spannung.
Vorlesung 20. Technische Anwendung von Wechselströmen. Generatoren und Elektromotoren. Dreiphasenstrom. Erhalten und Verwenden eines rotierenden Magnetfelds. Stern- und Dreieckschaltung der Wicklungen. Phasen- und Leitungsspannungen. Transformator. Funktionsprinzip, Gerät, Anwendung. Transformationskoeffizient. Die Rolle des Kerns.
Vorlesung 21. Hochfrequenzströme. Hauteffekt. Dicke der Hautschicht. Maxwells Gleichungssystem als Verallgemeinerung experimenteller Daten. Leitungsstrom und Verschiebungsstrom. Gegenseitige Transformationen elektrischer und magnetischer Felder. Elektromagnetische Wellen. Wellengleichung. Umov-Poynting-Vektor. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen.
Vorlesung 22. Klassische Theorie der elektronischen Leitfähigkeit Drude – Lorentz. Die Erfahrung von Tolman und Stewart. Ohmsches, Joule-Lenz- und Wiedemann-Franz-Gesetz. Grenzen der klassischen elektronischen Theorie. Das Konzept der Bandentheorie von Festkörpern. Energieniveaus und die Bildung von Energiezonen. Paulis Prinzip. Fermi-Dirac-Statistik. Merkmale der Bandstruktur von Dielektrika, Halbleitern und Metallen. Erklärung der Leitfähigkeit von Festkörpern mittels Bandentheorie.
Vorlesung 23. Halbleiter. Eigen- und Fremdleitfähigkeit von Halbleitern. Halbleiter vom P- und N-Typ, pn-Übergang. Anwendungen von Halbleitern: Halbleiterdioden, Transistoren, Fotodioden, Fotowiderstände. Kontaktphänomene. Kontaktpotentialdifferenz. Thermoelektrizität. Thermomotorische Kraft. Thermoelemente. Peltier-Effekt. Thomson-Phänomen. Supraleitung. Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern. Magnetische Induktion im Inneren eines Supraleiters. Meissner-Effekt. Kritisches Feld. Hochtemperatur-Supraleitung. Anwendung von Supraleitern.
Kurs „Dampfturbinen von Kernkraftwerken. Teil 1. „Theorie des thermischen Prozesses“ soll dazu dienen, systematische Kenntnisse über die Funktionsweise, den Aufbau und die Theorie des thermischen Prozesses zu erlangen mehrstufige Sattdampfdampfturbinen von Kernkraftwerken und die Ausbildung von Fähigkeiten und Fertigkeiten zur Durchführung standardmäßiger thermischer Turbinenberechnungen Schritte.
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