ОҚытушы пәнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені

6.
 
Кирхгоф ережелері. 
7.
 
Электр өткізгіштің классикалық теориясы.  
Тоқ - зарядталған бөлшектердің ретті қозғалысы. Тоқ күшімен сипаттайды. 
dt
dq
I

 
Тоқ күші ампермен (А) өлшенеді. 
Бірлік  уақыттың  ішіндегі  заряд  тасушылардың  бағытына  перпендикуляр dS 
ауданы арқылы бірлік өлшемімен өткен, (dS ауданының) заряд санына тең. 
n
dS
dI
j




 
Тоқ  тығыздығы - векторлық  шама,  бағыты  өріс  кернеудің  багытымен  бағыттас. 
өткізгіштің әрбір нүктесіндегі тоқ тығыздығының векторын біле отырып, кез-келген S 
беттен өткен і тоқтың күшін табуға болады. 

en
j

 
Электр қозғаушы күші зарядтарды тасымалдайтын жұмысының шамасына тең: 
q
A
ст


 
Біртекті емес тізбек бөлігі үшін Ом заңы.
 


r
R
I







2
1
 
 Егер  тізбек  бөлігінде  электростатикалық  өріс  болған  жағдайда  жоғарыдағы 
теңдік былай жазылады:
R
I
2
1




 
Ом заңының дифференциалдық түрі: 
E
j




 
Өткізгіштердің кедергісі. 
.
/ S
l
R


 

 - меншікті кедергі; 
 l- ұзындығы; 
S - көлденең қиманың ауданы. 
Толық тізбек бөлігі үшін Ом заңы: 
r
R
I



 
Джоуль –Ленц заңының интегралдық түрі:


Rdt
I
Q
2
 
Джоуль –Ленц заңының дифференциалдық түрі 
2
E



 
Киргховтың бірінші заңы:
 



n
i
I
1
0
Киргховтың екінші заңы: 
 





n
i
i
n
i
IR
1
1

Видеман-Франц заңы: Металдардың элетр өткізгіштігі 

 және жылу 
өткізгіштігі 

 үлкен шамалар. Олар температураға тәуелді, арасындағы 
байланыс:
BT



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.
 
Электр  тізбегіндегі  есептеулер  үшін  Кирхгов  ережесі  қандай  занның 
садары болып табылыды. 
2.
 
Электр қозғауы шкүші ұғымының анықтамасы атауына сай келе ма? 
3.
 
Электр тобынан пайда болуының негізгі шарттары. 
4.
 
Потенциалдар  айырымы,  кернеу,  электрқозаушы  күштерініңфизикалық 
мәні қандай 
5.
 
Осы шамалардың СИ жүйесіндгі өлщем біл лігі қандай 
11-дәріс 
Тақырып 4 Вакуумдағы магнит өрісі (2/1/- сағ) 
Дәріс жоспары   
1.Магнит индукцисының векторы. 
2.Био-Савара-Лапласа заңы және оны магнит өрісін есептеу үшін қолдану. 
3.Толық тоқ заңы. 
4.Ампер күші. 
5. Лоренц күші. 
6. 
Магнит ағыны.Гаусс теоремасы. 
7. 
Магнит  өрісінде  тоғы  бар  өткізгіш  орын  ауыстырғандаістелінетін 
жұмыс. 
8. 
Холл эффектісі. 
 
Магнит индукдиясының магнит өрісіне пропорцйоналдығы.   Өлшем бірлігі - 
Тл; Мұндағы: В — магаит индукциясы; Р
м
 - мах бұралу моменті. 
 
IS
M
p
M
B
m
max
max


, 
IS
p
m

- магнит моменті.  
Индукция бағытын табу үшін оң бұралу винт ережесімен анықталады 
 
 
3
0
4
r
r
l
d
I
B
d






. 
Шексіз түзу өткізгіштің бойымен өткен тоқтың магнит өрісін анықтайтын: 
R
I
B


2
0

. 
Дөңгелек тоқтың магнит өрісі: 
R
I
B
2
0


. 
Магнит өрісіндегі ток элементіне әсер ететін Ампер күші: 
 
В
l
d
I
F
d




. 
 

Магнит өрісіндегі қозғалыстағы зарядталған болшекке әсер ететін Лорец күші: 
 
B
q
F
Л





 
немесе  скаляр шама 
.


Bsin
q
F
Л

     
Магнит индукция векторының жазық беттің ауданы арқылы өтетін магнит 
ағыны: 
 

BdScos
dS
B
S
d
B
d
n






, 
кез келген бет арқылы өтетін магнит ағыны: 



S
n
dS
B
. 
Біртекті магнит өрісіндегі магнит ағыны былай жазылады: 
.

BScos


 
Магнит өрісіндегі Гаус теоремасы интегралды түрде былай жазылады 
.
0


S
n
dS
B
 
Магнит өрісіндегі тоқты орын ауыстыру, істелген жұмыс мына формула 
бойынша анықталады: 
.
2
1


 Id
A
 
Егер  магнит  индукциясының  күш  сызықтарына  перпендикуляр  болып 
орналасқан  тік  төртбұрышты  өткізгіштің  бойымен  тоқ  жүрсе,  оның  екі  жағында 
потенциалдар  айырымы  пайда  болады.  Яғни,бір  жағында  тек  теріс  зарядтардың 
концентрациясы  шоғырланса,  онда  қарама  қарсы  бетінде  тек  Ом  зарядтардың 
жинақталғандығы байқалған осы құбылыс Холл эффектісі деп аталады.  
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары (тақырып 4) [1,2,3,4] 
1. 
Био-Савара-Лаплас заңы және оның қолданылуы. 
2. 
толық  тоқ  заңын  қолдануы  арқылы  соленойдтың  өріс  кернеулігін 
анықтау. 
3. 
Ампера және Лоренц күшінің бағыттарын анықтау. 
4. 
Параллель тоқтардың өзара әсерлері. 
 
12- дәріс 
Тақырып 5  Заттардағы магнит өрісі (2/–/1  сағ) 
Дәріс жоспары   
1. 
Магнетиктердің түрлері. 
2. 
Ампер гипотезасы. 
3. 
Магниттелгіштік. 
4. 
Диа-және парамагнетизмдердің табиғаты. 
5. 
Ферромагнетиктер. 
 

Магнетиктер деп – магнит өрісіне әсер ете алатын заттарды айтады. Кез келген 
денелердің азды-көпті магниттік қасиеті болады,олай болса осы денелерді құрайтын 
жеке молекулалармен атомдардың,сол сияқты электрондар мен атомдық 
ядролардың да магниттік қасиеттері болады. Сондықтан заттардың магниттік 
қасиеттері олардың атомдары мен электрондарының құрылымына және 
олардыңөзара әсерлесу сипатына байланысты. 
Жалпы магнит индукциясының векторы дегеніміз макроскопиялық және 
микроскопиялық тоқтар туғызатын магнит индукция векторларының қосындысы 
болып табылады  
'
0
B
B
B







, 
0
B
B


, 
0
B
B


. 
Магнит өтімділігі магнит алғырлығымен сипатталады. 
0
'
B
B
m


, 


0
1
B
B
m



, 
m



1
. 
Магнетиктердің магнит өтімділігі 3түрге бөлінеді: 
1


 
0
'
B
B



 
диамагнетиктер 
0

m

 
1


 
0
'
B
B



 
парамагнетиктер 
0

m

 
1


 
0
'
B
B



 
ферромагнетиктер 
0

m

 
Ампера болжамы бойынша заттардың молекулалары ішінде дөңгелек тоқтар 
бар.Электронның қозғалу жылдамдығы кез келген бірлік шамада заряды 
өтеді.Демек орбита бойынша қозғалған электрон тоқ күшін өткізеді.Электрондық 
теория бойынша атомдардағы электрондар дөңгелек орбита бойынша қозғалады.  
T
e
t
q
I
э


, 


R
T
2

. 



2
2
R
e
R
T
e
S
I
p
э
m



. 
2
2
2




eR
R
R
e
p
m


 - электронның орбиталды магнит моменті. 
Атомның  магнит  моменті  оның  құрамына  енетін  электрондардың  орбиталды 
және меншікті моменттерінің қосындысына тең ьолады. 
                                                                                             




ms
m
a
p
p
p



. 
 
 

 
Диамагниттік  құбылыс температураға тәуелді емес. 

 
Парамагниттік құбылыс температураға тәуелді. 
Парамагнетиктің магнит алғырлғының температураға тәуелділігі   

T
C
m


, 
С –Кюри тұрақтысы, Т-абсолют температура. 
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары  (тақырып 5) [1,2,3,4] 
1. 
Орбиталды және спиндік моменттің гиромагниттік қатынасы неге тең?  
2. 
Орбиталды  механикалық  және  магнит  моментінің  векторы  қалай 
бағытталады? 
3. 
Магнит өрісінің кернеулігі дегеніміз не поля?  
4. 
Коэрцитивтік күш дегеніміз не? 
5. 
Магниттелгіштік дегеніміз не? 
 
 
         
13-дәріс 
Тақырып 6 . Электромагниттік  индукция.  Максвель  теңдеулері 
(2/–/–  сағ) 
Дәріс жоспары   
  
1. 
Электромагниттік индукция құбылысы. Ленц ережесі. 
2. 
Электромагниттік индукция заңы. 
3. 
Өздік индукция. Шексіз ұзын соленоидтың индуктивтілігі. 
4. 
Магнит өрісінің энергиясы . 
5. 
Ығысу тоғы. 
6. 
Максвелдің теңдеуі. 
Магнит  индукциясының  ағынын  өзгерткенде  ,кез  келген  тұйықталған  тоқ 
өткізетін  контурда  осы  контурмен              шектелген  бет  арқылы  электр  тоғы  пайда 
болатын құбылысты  электромагниттік индукция құбылыс деп атайды : 
dt
d




 
(-) – таңбасы Ленц ережесі бойынша индукциялық тоқ әрқашанда өзін 
тудыратын себептерге қарама -қарсы эсер ететіндей болып бағытталады. 
Кез келген контурда ағатын электр тоғы осы контурдан өтетін магнит ағынын Ф 
тудырады. Егер тоқ күші өзгерсе магаит ағыны өзгереді. Осыдан контурда электр 
қозғаушы күш ЭҚК индукцияланады. Бұл құбылыс өздік индукция деп аталады.
 
 
dt
dI
L
LI
dt
d




)
(

, 
Тоқ  күші  мен  осы  тоқгы  тудыратын  магнит  ағыны  арасындағы  пропорционалдық 
коэффициенті контурдің индуктивтілігі деп аталады.
 
L - 
 индуктивтілік коэффициенті
. Соленоидтың 
индуктивтілігі
: 
lS
n
L
2
0


. 
Магнит өрісінің энергиясы: 

    
2
2
LI
W

. 
Магнит өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы: 
2
2
2
0
2
2
0
BH
B
H






. 
 
Электростатикалық өріс 
Магнит өрісі  





S
V
i
dV
q
S
d
E



0
0
1


. 


S
S
d
B
0


. 
0


l
l
d
E


. 





S
i
S
d
j
I
l
d
B




0
0


. 
 
 
Электромагниттік индукция құбылысы  


l
i
l
d
E



, 













S
d
t
B
S
d
B
t
dt
d
S
i





, 






l
S
S
d
t
B
l
d
E




. 
Толық тоқ заңы мына түрде беріледі:  







S
S
S
d
t
E
S
d
j
l
d
B






0
0
0



. 
Максвелл теңдеуінің  интегралды түрі: 



S
V
dV
S
d
E


0
1


, 


S
S
d
B
0


, 
,






l
S
S
d
t
B
l
d
E




 






S
S
d
t
E
j
l
d
B





)
(
0
0


. 
Максвелл теңдеуінен электромагниттік толқындардың, фазалық жылдамдықпен 
таралуы алынады: 


с

. 
 
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары  (тақырып 6) [1,2,3,4] 
1.Ығысу тоғы.    
2.Құйынды электр өрісінінің ерекшелігі қандай? 
3. Максвеллдің қай теңдеуінен электр өрісініңөзгеруі құйынды магнит өрісіне 
байланысты? 

Қолданылған әдебиеттер 
1. 
Савельев  И.В.  Курс  общей  физики.  В 5 кн.  Кн.2.  Электричество  и 
магнетизм.  – М. 2001 г. 
2. 
Савельев  И.В.  Курс  физики.  В 3 т.  Т.2:  Электричество  и  магнетизм. 
Волны. Оптика. – М. 1988 г. 
3. 
Трофимова Т.И. Курс физики. – М. 2004 г. 
4. 
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М. 1999 г. 
 
 
 
 
 
14-дәріс
 
4-Бөлім Тербелістер және толқындар 
Тақырып  1  Тербелістер (2/-/- сағ) 
Дәріс жоспары 
1. 
Тербелістердің негізгі сипаттамалары. 
2. 
Гармоникалық  тербелістің  дифференциялдық  теңдеуі.Тербелмелі 
контур.   3.Гармониялық  тербелістің  жиілігі,  амплитудасы  және  фазасы  қалай 
анықталады? 
4.Өшудің логарифмдік декременті дегеніміз не? 
5.Өшу  декрементімен  тербелістің  өшуімен  басты  ерекшелігі  қалай 
сипатталады? 
Тербелістердің негізгі түрлері.Основные типы колебаний: 

 
Еркін (Өшетін және өшпейтін) 

 
Еріксіз (под действием вынуждающей периодической силы) 

 
Автотербелістер 
Егер sin  немесе cos заңы бойынша болатын тербелісті гармониялықө 
тербелістер деп атайды.  


0




t
Acos
x
.
 
 
Тербелістердің негізгі сипаттамалары:  

 
Амплитуда – физикалық  шамалардың  орташа  тепе-теңдік  мәнінен 
максимал ауытқуының модулі. 

 
Жиілік – бірлік уақыт ішіндегі толық тербелістер саны. 

 
Циклдік жиілік – 


2

. 

 
Период – толық  бір  тербелістің  уақыты,яғни  тербелістердің  қайталануының 
минимал уақыт аралығы   



2
1 

T
. 
Сеіппелі маятник – абсольттік серіппеге ілінген массасы жүк,серпімділік күші 
әсерінен гармоникалықтербеліс жасайды  

2
2
dt
x
d
m
kx


 ,  немесе           
0
2
2


x
m
k
dt
x
d
 
Серіпелі  маятник үшін циклдік жиілік 
m
k


,  тербеліс периоды 
k
m
T

2

. 
Тербелмелі жүйедегі жылдамдықпен үдеу: 




2
/
0
0















t
cos
A
t
sin
A
x
, 


A

max
. 


0
2









t
cos
A
x
a


, 
2
max

A
a

. 
Тербелмелі контурдағы гармониялық тербелістің дифференциялдық теңдеуі 
0
2


q
q


.
 
Тербелмелң  контур үшін циклдік жиілік 
,
1
LC


  тербеліс периоды  
LC
T

2

. 
В реальной колебательной системе есть силы сопротивления: 
x
r
r
F
c






. 
Өшетін тербелістің дифференциалдық теңдеуі: 
x
m
x
r
kx

 


, 
0



x
m
k
x
m
r
x


, 

2

m
r
 , 
2
0


m
k
, 
мұнда 

 
– өшу коэффициенті. 
0
2
2
0



x
x
x




, 


0
0






t
cos
e
x
x
t
. 
 
Егер сыртқы күштің жиілігі жүйенің еркін тербелісінің меншікті жиілігіне 
сәйкес келсе,тербеліс амплитудасы артады.Бұл құбылыс резонанс деп аталады. 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. 
Математикалық,  физикалық  және  пуржиналық  маятниктің  тербеліс 
периоды массаға тәуелдіма?  
2. 
Тербелістің бастапқы фазасы нені сипаттайды? 
3. 
Бір бағыттағы екі тербелістердің қосылуы. 
4. 
Резонанас құбылысы және оның механикалық жүйеге әсері. 
  
 
15-дәріс 
Тақырып 2  Толқындар (2/–/–  сағ) 
Дәріс жоспары: 

1. 
Толқын  ұзындығы.  Әр  түрлі  ортадағы  акустикалық  толқындардың 
жылдамдығы. 
2. 
Доплер эффект. 
3. 
Электромагниттік толқындар. 
 
Толқындар-уақыт өтіміне қарай тербелістердің кеңістікке таралуы. 
 
Серпімді толқындар –механикалық ауытқулардың серпімді ортадағы таралуы. 
 
Қума толқын – таралу бағыты, ортаның бөлшектерінің тербеліс бағытымен 
сәйкес келетін толқын. 
 
Толқындық теңдеу  
 
)
(
)
,
(
0






kx
t
Acos
t
x
. 
 
Изотоптық ортадағы таралу толқынның теңдеуі 
.
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
t
z
y
х
















 
Тұрғын толқын теңдеуі 
t
cos
х
Acos
t
x




2
2
)
,
(

. 
Электромагниттік толқындар – өзгермелі электромагниттік өріс. 
Электромагниттік толқынның бар екендігі  Максвелл теңдеуінен көрінеді. 
Электромагниттік толқынның фазалық жылдамдығы 


с

. 
Электромагниттік  өрістің  ортаның  диэлектрлік  тұрақтысымен  және  магниттік 
өтімділігі арасындағы байланыс  
H
E
0
0



. 
Электромагниттік  өрістің  энергиясының  тығыздығының  векторы  Умова - 
Пойнтинга. 
 
H
E
S




 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. 
Көлденең және қума толқындар. 
2. 
Толқындық фронт және толқындық бет. 
3. 
Жазық және сфералық толқын теңдеуі. 
4. 
Фазалық және топтық толқын жылдамдығы. 

жүктеу/скачать 1,7 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: