Совет 1: Как найти разность потенциалов

Электростатика – один из наиболее сложных разделов физики. При изучении силовых полей важно знать о такой величине, как потенциал, которая характеризует поле в конкретно 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, необходимо ознакомиться еще с рядом понятий.
2
Согласно определению, электрическое напряжение между двумя точками появляется тогда, когда в одной из них есть избыток электронов по отношению к другой. По своему заряду частицы могут быть отрицательными «?» и положительными «+». Разноименные частицы будут притягиваться друг к другу. Когда в одной точке не хватает электронов, вокруг нее образует положительное поле. Чем больше эта нехватка, тем сильнее поле. Соответственно, когда в другой точке электроны в избытки, частица стремится их отдать, образуя вокруг себя отрицательное поле. Таким образом получаются два потенциала, которые стремятся обменяться электронами. Пока этого не произошло, между ними существует напряжение, т.е. разность потенциалов.
3
Исходя из вышесказанного, получается, что разность потенциалов равняется работе электрического поля, осуществленной для того, чтобы переместить единичный положительный заряд из точки 1 в точку 2. Разность потенциалов измеряется в вольтах (В).
4
Чтобы рассчитать разность потенциалов, воспользуйтесь формулой U=Aq , где U – это искомое электрическое напряжение, A – работа электростатического поля, а q – электрический заряд.
5
Для нахождения работы необходима своя формула. Согласно ей A=-(W2-W1)=-(ф2-ф1)q=q?ф. q – величина постоянная, а ф - это потенциал, который вы можете вычислить по формуле ф=kqr. k – это коэффициент 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 отличие между двумя числами. Если эти числа олицетворяют собой те или иные величины, например, физические, то разностью между ними выражается отличие этих величин друг от друга.
Инструкция
1
Разностью называется результат вычитания одного числа из другого. Первое из этих чисел — то, из которого осуществляется вычитание — называется уменьшаемым, а второе, которое вычитают из первого, называется вычитаемым. Если к разности прибавить вычитаемое, то получится уменьшаемое, а если из уменьшаемого вычесть разность, то получится вычитаемое. Если вычитаемое больше уменьшаемого, разность окажется отрицательной.
2
Разность может быть вычислена при помощи калькулятора. Если он обычный или инженерный с арифметическим представлением выражений, для этого необходимо нажать клавишу [C], ввести уменьшаемое, нажать клавишу [-], ввести вычитаемое, после чего нажать клавишу [=]. На калькуляторах с так называемой обратной или польской записью, ныне почти вышедших из употребления, для получения разности двух чисел необходимо нажать клавишу [C], ввести уменьшаемое, нажать клавишу со стрелкой вверх (число перейдет в стек), ввести вычитаемое, после чего нажать клавишу [-] (произойдет вычитание числа на индикаторе из числа в стеке).
3
Так называемая суммирующая машина способна осуществлять всего одно математическое действие — сложение. Чтобы на ней получить разность двух чисел, прибегают к следующему приему. Вначале в уме уменьшают вычитаемое на единицу. Затем все его цифры переводят в дополнительные: нуль превращается в девять, один — в восемь, и так далее. Свободные старшие разряды заполняют девятками. Сложив уменьшаемое, выраженное в обычных цифрах, с вычитаемым, выраженных в дополнительных, заставляют счетчики машины переполняться, и индицируется разность.
4
Понятием разности оперируют не только математики, оно используется и в естественных науках. Например, если напряжение в одной точке цепи относительно общего 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 нормальных элементов Вестона, в которых реагирующие вещества подобраны так, чтобы разность потенциалов между ними имела высокую стабильность. В гидравлике и пневматике разность давлений является аналогом разности потенциалов в электротехнике. А в радиоприемнике промежуточная частота равна разности частот принимаемого сигнала и гетеродина.
Источники:
  • разность чисел

Совет 3: Как найти величину h по физике

Значение постоянной Планка, обозначаемой буквой h, определено экспериментально в лабораторных условиях с точностью до десяти знаков после запятой. Поставить опыт по ее определению можно и в физическом кабинете, но точность будет значительно меньше.
Вам понадобится
  • - фотоэлемент с внешним фотоэффектом;
  • - источник света с монохроматором;
  • - плавно регулируемый источник питания на 12 В;
  • - вольтметр;
  • - микроамперметр;
  • - лампочка на 12 В, 0,1 А;
  • - калькулятор, работающий с числами, представленными в экспоненциальной форме.
Инструкция
1
Используйте для опыта фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Элемент с внутренним фотоэффектом (т.е., не вакуумный, а полупроводниковый) не подойдет. Испытайте его на пригодность для проведения опыта, для чего подключите к микроамперметру непосредственно, соблюдая полярность. Направьте на него свет - стрелка должна отклониться. Если этого не произойдет, используйте фотоэлемент другого типа.
2
Не меняя полярности подключения ни фотоэлемента, ни микроамперметра, разорвите цепь и включите в ее разрыв регулируемый источник питания, выходное напряжение которого можно плавно менять от 0 до 12 В (с двумя ручками для грубой и точной регулировки). Внимание: включать этот источник следует не в прямой, а в обратной полярности, чтобы он своим напряжением не увеличивал, а уменьшал ток через элемент. Параллельно ему подключите вольтметр - на этот раз в полярности, соответствующей обозначениям на источнике. Этого можно не делать, если в блоке имеется встроенный вольтметр. Также подключите параллельно выходу нагрузку, например, в виде лампочки на 12 В, 0,1 А, на случай, если внутреннее сопротивление источника велико. Свет лампочки 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, чтобы ток через микроамперметр стал равным нулю. Оставьте регулятор в этом положении. Запишите показания вольтметра и шкалы монохроматора.
4
Выставьте на монохроматоре длину волны порядка 450 нанометров. Немного увеличьте выходное напряжение источника питания, чтобы ток через фотоэлемент снова стал равным нулю. Запишите новые показания вольтметра и шкалы монохроматора.
5
Вычислите частоту света в герцах для первого и второго опытов. Для этого поделите скорость света в вакууме, равную 299792458 м/с, на длину волны, предварительно переведенную из нанометров в метры. Для простоты считайте коэффициент преломления воздуха равным 1.
6
Вычтите большее напряжение из меньшего. Результат умножьте на заряд электрона, равный 1,602176565(35)·10^(−19) кулона (Кл), а затем поделите на результат вычитания большей частоты из меньшей. Получится постоянная Планка, выраженная в джоулях, умноженных на секунду (Дж·с). Если она будет близка к официальному значению, равному 6,62606957(29)·10^(-34) Дж·с, опыт можно считать поставленным правильно.
Видео по теме
Обратите внимание
Соблюдайте осторожность при работе с электрическим оборудованием.

Совет 4: Как найти разность прогрессии

Арифметической последовательностью называют такой упорядоченный набор чисел, каждый член которого, кроме первого, отличается от предыдущего на одну и ту же величину. Эта постоянная величина называется разностью прогрессии или ее шагом и может быть рассчитана по известным членам арифметической прогрессии.
Инструкция
1
Если из условий задачи известны значения первого и второго или любой другой пары соседних членов арифметической прогрессии, для вычисления разности (d) просто отнимите от последующего члена предыдущий. Получившаяся величина может быть как положительным, так и отрицательным числом - это зависит от того, является ли прогрессия возрастающей или убывающей. В общей форме решение для произвольно взятой пары (aᵢ и aᵢ₊₁) соседних членов прогрессии запишите так: d = aᵢ₊₁ - aᵢ.
2
Для пары членов такой прогрессии, один из которых является первым (a₁), а другой - любым другим произвольно выбранным, тоже можно составить формулу нахождения разности (d). Однако в этом случае обязательно должен быть известен порядковый номер (i) произвольного выбранного члена последовательности. Для вычисления разности сложите оба числа, а полученный результат разделите на уменьшенный на единицу порядковый номер произвольного члена. В общем виде эту формулу запишите так: d = (a₁+ aᵢ)/(i-1).
3
Если кроме произвольного члена арифметической прогрессии с порядковым номером i известен другой ее член с порядковым номером u, измените формулу из предыдущего шага соответствующим образом. В этом случае разностью (d) прогрессии будет сумма этих двух членов, поделенная на разность их порядковых номеров: d = (aᵢ+aᵥ)/(i-v).
4
Формула вычисления разности (d) несколько усложнится, если в условиях задачи дано значение первого ее члена (a₁) и сумма (Sᵢ) заданного числа (i) первых членов арифметической последовательности. Для получения искомого значения разделите сумму на количество составивших ее членов, отнимите значение первого числа в последовательности, а результат удвойте. Получившуюся величину разделите на уменьшенное на единицу число членов, составивших сумму. В общем виде формулу вычисления дискриминанта запишите так: d = 2*(Sᵢ/i-a₁)/(i-1).

Совет 5: Как определить потенциалы точек

Понятие потенциала нашло очень широкое распространение не только в науке и технике, но и в быту. Так напряжение в электрической сети – это разность потенциалов. Наиболее четко это понятие исследовано в теории поля, где оно возникает при изучении специальных 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) или F=i∙P(x,y,z)+j∙Q(x,y,z)+k∙R(x,y,z), где P, Q, R - координатные функции. Наибольшее применение векторные поля получили в теории электромагнитного поля.
2
Векторное поле называется потенциальным в некоторой области, если его можно представить в виде F(M)=grad(f(M)). При этом f(M)=f(x,y,z) называется скалярным потенциалом векторного поля. Если F(M)={P, Q, R}, то P=&partf/&partх, Q=&partf/&party, R=&partf/&partz. Известно, что для любой скалярной функции f ротор ее градиента rot(gradf)=0. Это равенство является необходимым и достаточным условием потенциальности F(M). Его можно перефразировать в виде:∂Q/∂х=∂P/∂y, ∂P/∂z=∂R/∂х, ∂R/∂y=∂Q/∂z.
3
Как определить bпотенциалы/b точек" class="colorbox imagefield imagefield-imagelink" rel="gallery-step-images"> Вычисление потенциала f потенциального 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 вдоль произвольной линии от Мо к переменной точке М. Проще всего использовать ломанную, отрезки которой параллельны координатным осям (условие потенциальности совпадает с условием независимости 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. Найти его потенциал в точке М(1,2,1). Решение. Проверьте, является ли заданное поле потенциальным. Для этого можно вычислить его ротор, но проще использовать равенства ∂Q/∂х=∂P/∂y, ∂P/∂z=∂R/∂х, ∂R/∂y=∂Q/∂z. Здесь P=2x∙y+z, Q=x^2-2y, R=x. ∂Q/∂х=2x, ∂P/∂y=2x – первое равенство выполнено. ∂P/∂z=1, ∂R/∂х=1 второе равенство выполнено. ∂R/∂y=0, ∂Q/∂z=0 – выполнено и третье равенство. Теперь вычислите потенциал, приняв за начальную точку (0,0,0) – это проще всего. 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).
Источники:
  • Кудрявцев Л.Д. Курс математического анализа. – М.: Высшая школа. – 1981.

Совет 6: Как найти ноль

Часто в быту возникает необходимость заменить электрическую розетку или повесить люстру. Переменный ток, от которого работают все бытовые электрические приборы, поступает в них по трем проводам. Один из них называется нолем. Как его определить?
Инструкция
1
Обратитесь к специалисту-электрику. Определение проводов самостоятельно - достаточно опасное занятие. Если все-таки решили определить провод «ноль» сами, то предварительно проконсультируйтесь у людей, обладающих базовыми знаниями.
2
Проверьте маркировку проводов. Современные электропровода различаются по цвету. Обычно «ноль» бывает синего цвета. Если все провода оказываются одного цвета, то различить их можно по цвету изоляции (кембриков). Кембрик на проводе «ноль» синего цвета.
3
Измерьте напряжение в электрической сети с помощью вольтметра. Между проводами «ноль» и «заземление» стрелка прибора останется без движения. А вот между «фазой» и «ноль» вольтметр покажет величину напряжения или разность потенциалов.
4
Приобретите индикаторную отвертку, которая продается в любом магазине электротоваров. В ручку встроен светодиод, он будет информировать о наличие напряжения в электрической сети.
5
В целях предупреждения удара током наденьте резиновые перчатки. Возьмите отвертку за ручку и прижмите ее к проводам или вставьте в отверстие розетки. Индикатор отвертки загорится в случае, если вы попали на провод «фазу». На нулевом проводе светодиод не загорится. Недостатком этого метода является то, что с помощью отвертки нельзя отличить провода «ноль» и «заземление».
6
Если ни в одном случае индикатор не загорелся, то проверьте наличие электричества во всем доме или квартире.
7
Воспользуйтесь народным методом определения провода «ноль», если не оказалось под рукой специальных приборов. Возьмите картофелину, разрежьте пополам, вставьте в срез обесточенные провода на некотором расстоянии друг от друга. На короткое время подайте напряжение на провода. Возле «фазного» провода участок картофелины посинеет.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500