„Fizyka ogólna. Elektromagnetyzm” – kurs 2800 rub. z MSU, szkolenie 15 tygodni. (4 miesiące), Data: 5 grudnia 2023 r.

Wykład 1. Oddziaływanie elektromagnetyczne i jego miejsce wśród innych oddziaływań w przyrodzie. Rozwój fizyki elektryczności w pracach M.V. Łomonosowa. Ładunek elektryczny. Mikroskopijne nośniki ładunku. Doświadczenie Millikana. Prawo zachowania ładunku elektrycznego. Elektrostatyka. Prawo Coulomba i jego interpretacja terenowa. Wektor natężenia pola elektrycznego. Zasada superpozycji pól elektrycznych.

Wykład 1. Strumień wektora natężenia pola elektrycznego. Twierdzenie elektrostatyczne Ostrogradskiego-Gaussa i jego reprezentacja w postaci różniczkowej. Potencjał pola elektrostatycznego. Potencjał. Normalizacja potencjału. Zależność wektora natężenia pola elektrostatycznego od potencjału. Praca sił pola elektrostatycznego. Potencjał systemu ładowania.

Wykład 3. Cyrkulacja wektora natężenia pola elektrycznego. Twierdzenie o obiegu, jego przedstawienie w postaci różniczkowej. Równania Poissona i Laplace'a. Dipole elektryczne. Potencjał i natężenie pola dipola.

Wykład 4. Przewodniki w polu elektrostatycznym. Indukcja elektrostatyczna. Natężenie pola na powierzchni i wewnątrz przewodnika. Rozkład ładunku na powierzchni przewodnika. Ochrona elektrostatyczna. Zależność ładunku od potencjału przewodnika. Pojemność elektryczna. Kondensatory. Pojemność kondensatorów płaskich, sferycznych i cylindrycznych. Przewodząca kula w jednorodnym polu elektrostatycznym.

Wykład 5. Dielektryki. Opłaty bezpłatne i ograniczone. Wektor polaryzacji. Zależność między wektorem polaryzacji a związanymi ładunkami. Wektor indukcji elektrycznej w dielektryku. Podatność dielektryczna, stała dielektryczna i substancje. Równanie materiałowe dla wektorów pola elektrycznego. Twierdzenie Ostrogradskiego-Gaussa dla dielektryków. Jego forma różnicowa. Warunki brzegowe dla wektorów napięcia i indukcji elektrycznej. Kulka dielektryczna w jednolitym polu elektrycznym.

Wykład 6. Energia układu ładunków elektrycznych. Energia interakcji i energia własna. Energia pola elektrostatycznego i jej gęstość objętościowa. Energia dipola elektrycznego w polu zewnętrznym. Siły ponderomotoryczne w polu elektrycznym i metody ich obliczania. Zależność sił ponderomotorycznych od energii układu ładunków.

Wykład 7. Elektroniczna teoria polaryzacji dielektryków. Pole lokalne. Dielektryki niepolarne. Wzór Clausiusa-Mossottiego. Dielektryki polarne. Funkcja Langevina. Polaryzacja kryształów jonowych. Właściwości elektryczne kryształów. Piroelektryki. Piezoelektryki. Bezpośrednie i odwrotne zjawisko piezoelektryczne oraz ich zastosowanie. Ferroelektryki. Struktura dziedzinowa ferroelektryków. Histereza. Punkt Curie. Zastosowanie ferroelektryków.

Wykład 8. Stały prąd elektryczny. Aktualna siła i gęstość. Aktualne linie. Pole elektryczne w przewodniku z prądem i jego źródła. Równanie ciągłości. Warunek, aby prąd był stacjonarny. Napięcie elektryczne. Prawo Ohma dla odcinka obwodu. Opór elektryczny. Prawo Ohma w postaci różniczkowej. Specyficzna przewodność elektryczna substancji.

Wykład 9. Prądy w ośrodkach ciągłych. Grunt. Działanie i moc prądu stałego. Prawo Joule’a-Lenza i jego postać różniczkowa. Siły zewnętrzne. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego. Rozgałęzione łańcuchy. Reguły Kirchhoffa. Przykłady ich zastosowania.

Wykład 10. Magnetostatyka. Oddziaływanie prądów. Bieżący element. Prawo Biota-Savarta-Laplace'a i jego interpretacja terenowa. Wektor indukcji pola magnetycznego. Wpływ pola magnetycznego na prąd. Prawo Ampera. Twierdzenie o obiegu wektora indukcji pola magnetycznego. Postać różniczkowa twierdzenia o obiegu. Wirowa natura pola magnetycznego. Równanie to div B = 0. Pojęcie potencjału wektorowego. Relatywistyczna natura oddziaływań magnetycznych.

Wykład 11. Prąd elementarny i jego moment magnetyczny. Pole magnetyczne prądu elementarnego. Prąd elementarny w polu magnetycznym. Pole magnetyczne poruszającego się ładunku. Oddziaływanie poruszających się ładunków. Siła Lorentza. Efekt Halla.

Wykład 12. Strumień wektora indukcji magnetycznej (strumień magnetyczny). Współczynnik indukcyjności własnej (indukcyjność). Współczynnik wzajemnej indukcji dwóch obwodów. Potencjalna funkcja prądu. Siły działające na obwód przewodzący prąd. Oddziaływanie dwóch obwodów z prądem.

Wykład 13. Indukcja elektromagnetyczna. Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya i jego postać różniczkowa. Reguła Lenza. Indukcyjne metody pomiaru pól magnetycznych. Toki Fuko. Zjawisko samoindukcji. Dodatkowe prądy zamykania i rozłączania. Energia magnetyczna prądu. Energia magnetyczna układu obwodów prądowych. Energia pola magnetycznego i jej gęstość objętościowa.

Wykład 14. Magnetyzm. Pojęcie prądów molekularnych. Wektor namagnesowania substancji i jego związek z prądami molekularnymi. Wektor siły pola magnetycznego. Przenikalność magnetyczna i podatność magnetyczna substancji. Równanie materiałowe dla wektorów pola magnetycznego. Warunki brzegowe dla wektorów natężenia i indukcji pola magnetycznego. Ochrona magnetyczna. Wpływ kształtu magnesu na jego namagnesowanie.

Wykład 15. Klasyfikacja materiałów magnetycznych. Diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnesy. Klasyczny opis diamagnetyzmu. Precesja Larmora. Paramagnetyzm. Teoria Langevina. Mikroskopijne nośniki magnetyzmu. Eksperyment magnetomechaniczny Einsteina-de-Haasa. Eksperyment mechanomagnetyczny Barnetta. Współczynnik żyromagnetyczny.

Wykład 16. Ferromagnetyki. Magnetyzacja spontaniczna i temperatura Curie. Struktura domeny. Histereza magnesowania, krzywa Stoletowa. Indukcja szczątkowa i siła przymusu. Zależność temperaturowa namagnesowania. Siły działające na magnesy w polu magnetycznym.

Wykład 17. Prądy quasi-stacjonarne. Warunki quasi-stacjonarności. Procesy nieustalone w obwodach RC i LC. Wibracje elektromagnetyczne. Obwód oscylacyjny. Drgania naturalne w obwodzie. Równanie drgań harmonicznych. Energia zmagazynowana w obwodzie. Tłumione oscylacje. Wskaźnik tłumienia. Czas relaksu. Logarytmiczny ubytek tłumienia. Współczynnik jakości konturu. Oscylacje w obwodach sprzężonych. Drgania cząstkowe i ich częstotliwości. Normalne wibracje (tryby).

Wykład 18. Wymuszone oscylacje w obwodzie. Proces ustanawiania oscylacji wymuszonych. Prąd przemienny sinusoidalny. Rezystancja czynna, pojemnościowa i indukcyjna. Impedancja. Prawo Ohma dla obwodów prądu przemiennego. Metoda diagramów wektorowych i metoda złożonej amplitudy.

Wykład 19. Rezonans napięcia. Napięcia i prądy w rezonansie. Szerokość krzywej rezonansowej. Rezonans prądów. Reguły Kirchhoffa dla obwodów prądu przemiennego. Działanie i moc prądu przemiennego. Efektywne wartości prądu i napięcia.

Wykład 20. Techniczne zastosowanie prądów przemiennych. Generatory i silniki elektryczne. Prąd trójfazowy. Otrzymywanie i wykorzystanie wirującego pola magnetycznego. Połączenie uzwojeń w gwiazdę i trójkąt. Napięcia fazowe i liniowe. Transformator. Zasada działania, urządzenie, zastosowanie. Współczynnik transformacji. Rola rdzenia.

Wykład 21. Prądy wysokiej częstotliwości. Efekt skóry. Grubość warstwy skóry. Układ równań Maxwella jako uogólnienie danych eksperymentalnych. Prąd przewodzenia i prąd przemieszczenia. Wzajemne przemiany pola elektrycznego i magnetycznego. Fale elektromagnetyczne. Równanie falowe. Wektor Umova-Poyntinga. Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych.

Wykład 22. Klasyczna teoria przewodnictwa elektronowego Drude’a – Lorentza. Doświadczenia Tolmana i Stewarta. Prawa Ohma, Joule'a-Lenza i Wiedemanna-Franza. Ograniczenia klasycznej teorii elektroniki. Pojęcie teorii pasmowej ciał stałych. Poziomy energii i powstawanie stref energetycznych. Zasada Pauliego. Statystyka Fermiego – Diraca. Cechy struktury pasmowej dielektryków, półprzewodników i metali. Wyjaśnienie przewodnictwa ciał stałych za pomocą teorii pasmowej.

Wykład 23. Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i domieszkowe półprzewodników. Półprzewodniki typu P i n, złącze pn. Zastosowania półprzewodników: diody półprzewodnikowe, tranzystory, fotodiody, fotorezystory. Zjawiska kontaktowe. Kontaktowa różnica potencjałów. Termoelektryczność. Siła termomotoryczna. Termopary. Efekt Peltiera. Zjawisko Thomsona. Nadprzewodnictwo. Podstawowe właściwości nadprzewodników. Indukcja magnetyczna wewnątrz nadprzewodnika. Efekt Meissnera. Pole krytyczne. Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe. Zastosowanie nadprzewodników.

Turbiny parowe elektrowni jądrowych. Część 1. Teoria procesu termicznego.

Kurs „Turbiny parowe elektrowni jądrowych. Część 1. Teoria Procesu Termicznego” ma na celu zdobycie systematycznej wiedzy na temat zasady działania, budowy i teorii procesu termicznego wielostopniowe turbiny parowe pary nasyconej elektrowni jądrowych oraz kształtowanie umiejętności i zdolności do wykonywania standardowych obliczeń cieplnych turbiny kroki.