1.Model gazu doskonałego:

Gaz składa się z cząsteczek, które można traktować jak punkty materialne. 2. Cząsteczki poruszają się chaotycznie i podlegają zasadom dynamiki Newtona. 3. Całkowita liczba cząstek jest bardzo duża. 4. Cząsteczki mają objętość własną pomijalnie małą. 5. Poza momentem zderzenia na cząsteczki nie działają żadne siły. 6. Zderzenia są sprężyste i trwają nieskończenie krótko.

Gaz dla którego w stałej temperaturze iloczyn objętość i ciśnienie są odwrotnie proporcjonalne, dla określonej objętości ma stały stosunek ciśnienia do temperatury jest stały, a pod stałym ciśnieniem - proporcjonalne są objętość i temperatura. Łącznie możemy to zapisać jedną zależnością:

2.Mechanizmy transportu:

Przewodzenie: przekazywanie energii od jednej cząstki do drugiej, za pośrednictwem ruchu drgającego tych cząstek. Proces ten trwa dopóty, dopóki temperatura ciała nie zostanie wyrównana w całej rozpatrywanej objętości. Dotyczy to bezpośredniego kontaktu ciała z ciałem, części ciała z ciałem.

Promieniowanie: przekazywanie ciepła w postaci energii promieniowania, którego natura jest taka sama jak energii świetlnej. Energia cieplna przekształca się w energię promieniowania, przebywa określoną przestrzeń z prędkością światła, aby w innym miejscu przekształcić się całkowicie lub częściowo w energię cieplną.

Konwekcja (wnikanie)

wiąże się z ruchem konwekcyjnym gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

3.Równanie Van der Vaalsa:

Gdzie: 
p jest ciśnieniem gazu, v jest objętością molową v = V/n lub po prostu objętością jednego mola gazu, R to uniwersalna stała gazowa, T jest temperaturą bezwzględną (mierzoną w kelwinach), natomiast a i b to stałe, wyznaczane na drodze doświadczalnej dla każdego gazu.

Poprawka do ciśnienia ma odzwierciedlać przyciąganie między cząsteczkami gazu dla większych odległości. Poprawka do objętości to próba uwzględnienia objętości własnej cząsteczek gazu (ściślej mówiąc - sił odpychania na małych odległościach).

4. Punkt krytyczny:

to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - gaz), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i gazu).

Na przykład:- dla czystych substancji - gazów punkt krytyczny oznacza temperaturę krytyczną (i odpowiadające mu ciśnienie krytyczne, czyli maksymalne ciśnienie nad dana cieczą), powyżej której nie można skroplić gazu niezależnie od wielkości ciśnienia

5. Zerowa zasada termodynamiki:

Jeśli układy A i B mogące ze sobą wymieniać ciepło są ze sobą w równowadze termodynamicznej, i to samo jest prawdą dla układów B i C, to układy A i C również są ze sobą w równowadze termodynamicznej. Przez równowagę termodynamiczną rozumiemy stan, który w danych warunkach układ osiąga i już go nie zmienia.

Z zerowej zasady wynika istnienie temperatury empirycznej. Istnieje mianowicie taka wielkość fizyczna β, która jest równa dla układów A i B, będących ze sobą w równowadze termodynamicznej. W rzeczywistości takie określenie nie oznacza jeszcze znanej nam temperatury T: β może być dowolną funkcją T.

Zerowa zasada termodynamiki stwierdza także, że ciało w równowadze termodynamicznej ma wszędzie tę samą temperaturę.

6. Skale temperatur:

7. Pierwsza zasada termodynamiki:

Każdy układ termodynamiczny w stanie równowagi

jest scharakteryzowany ustaloną wartością pewnej funkcji stanu nazywanej energią wewnętrzną U, której zmiana dU w różniczkowym procesie określona jest równaniem:

1. Sformułowanie najbardziej ogólne:

Energia wewnętrzna układu zamkniętego nie zmienia się, niezależnie od przemian zachodzących w tym układzie.

2. Sformułowanie dla procesów cieplno-mechanicznych: Zmiana energii wewnętrznej układu jest równa sumie pracy wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ.

1. Ciepło Q uważamy za dodatnie (Q>0), gdy dostarczane jest z otoczenia do układu; ciepło dostarczane z układu do otoczenia jest ujemne (Q<0),

2. Pracę W uważamy za dodatnią (W>0), gdy wykonywana jest przez układ nad otoczeniem; praca wykonywana przez otoczenie nad układem jest ujemna (W<0),

Nie jest możliwe perpetuum mobile I rodzaju, tzn. nie można zbudować ciągle pracującego silnika, który wykonuje większą pracę niż pobiera energii z zewnątrz.

8.Izoprzemiany gazu doskonałego:

Przemianą politropową jest taka przemiana , w której pojemność cieplna gazu (ciepło molowe przemiany) jest stała (warunek przemiany: C= const)

Równanie przemiany politropowej (równanie politropy)

Wybrane przemiany politropowe:

k = 0 p = const przemiana izobaryczna,

k = 1 pV = const przemiana izotermiczna,

k = Cp/Cv pV^k =const przemiana adiabatyczna,

k = nieskończoność V = const przemiana izochoryczna.

9. Druga zasada termodynamiki

W układzie termodynamicznie izolowanym w dowolnym procesie entropia nigdy nie maleje.

Matematyczny zapis tego faktu to następujące sformułowanie: zmiana entropii ΔS w dowolnym procesie odwracalnym jest równa całce z przekazu ciepła DQ podzielonego przez temperaturę T. W procesie nieodwracalnym natomiast zmiana entropii jest większa od tej całki. Forma całkowa II zasady termodynamiki wygląda następująco:

Nie istnieje proces termodynamiczny, którego jedynym wynikiem byłoby pobranie ciepła ze zbiornika chłodniejszego i przekazanie go do zbiornika cieplejszego (nie jest możliwe zbudowanie idealnej maszyny chłodzącej)

Nie istnieje proces termodynamiczny, którego jedynym wynikiem byłoby pobranie ciepła ze zbiornika i całkowita zamiana tego ciepła na pracę mechaniczną.

Nie jest możliwe perpetuum mobile II rodzaju, tzn. nie można zbudować ciągle pracującego silnika, który pobrane z otoczenia ciepło zamienia całkowicie na pracę.

10.Trzecia zasada termodynamika:

(zasada Nersta) może być sformułowana jako postulat: nie można za pomocą skończonej liczby kroków uzyskać temperatury zera bezwzględnego (zero kelwinów), jeżeli za punkt wyjścia obierzemy niezerową temperaturę bezwzględną.

Inne sformułowanie głosi, że entropia substancji tworzących doskonałe kryształy dąży do 0 gdy temperatura dąży do 0 K. Mówiąc jaśniej, gdyby udało się schłodzić jakąś substancję do 0 K i gdyby ona utworzyła kryształ doskonały to jej entropia musiałaby przyjąć wartość 0. Jest to jednak technicznie, a także formalnie niewykonalne, dlatego definicja trzeciej zasady termodynamiki w formie: entropia kryształu doskonałego w temperaturze zera bezwględnego jest równa 0

nie jest poprawna, choć intuicyjnie akceptowalna.

11.Procesy odwracalne i nieodwraca.

Proces odwracalny jest to proces który może przebiegać w obydwie strony nieskończenie długo bez strat. Proces nieodwracalny jest to taki w którym mamy do czynienia ze stratą energii. Przyczynami takich strat mogą być:

Tarcie, spadki temperatury, ciśnienia i stężenia.

Zdefiniujmy najpierw proces kwazistatyczny. Jest to proces przebiegający tak wolno, że układ stale pozostaje dowolnie blisko stanu równowagi.

Kiedy proces można nazwać odwracalnym?

Otóż jeżeli weźmiemy gaz w cylindrze, zauważymy, że kwazistatyczne rozprężanie tego gazu związane jest z wykonaniem pracy i oddaniem ciepła. Jeśli jesteśmy w stanie przywrócić warunki początkowe przez dodanie dokładnie tej samej ilości ciepła, oraz wykonanie tej samej pracy, to gaz w cylindrze możemy sprężyć do warunków początkowych. Można więc powiedzieć, że proces kwasistatyczny jest procesem odwracalnym.Inaczej mówiąc proces odwracalny jest to taki proces, po zajściu którego można przywrócić warunki początkowe tylko przez narzucenie warunku ograniczającego usuniętego na początku procesu. Cykl Carnota jest odwracalny.

12.Entropia:

Entropia jest termodynamicznym parametrem stanu układu. W interpretacji statystycznej, określa ona stopień nieuporządkowania układu, albo inaczej mówiąc, stopień jego wyjątkowości. Statystycznie określa się ją jako:

Gdzie const jest jakąś stałą. W natomiast jest definiowane jako liczba mikrostanów nieodróżnialnych od naszego makrostanu. Z tego wynika np. że wazon ma małą entropię (nieuporządkowanie), natomiast rozbite odłamki dużą (jest wiele możliwych realizacji rozbitego wazonu).

Entropią układu termodynamicznego nazywamy taką funkcję S tego układu, której przyrost dS w procesie odwracalnym jest równy stosunkowi przyrostu ciepła Q pobranego przez układ do temperatury układu (termostatu)

dS = dQ/T

13.Cykl Carnota:

przemiana termodynamiczna, złożona z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych. Cykl Carnota jest procesem kołowym i odwracalnym. Do realizacji cyklu potrzebny jest czynnik termodynamiczny, który może wykonywać pracę np. gaz w naczyniu z tłokiem a także dwa nieograniczone źródła ciepła jedno jako źródło ciepła (o temperaturze T1) a drugie jako chłodnica (o temperaturze T2).

Cykl składa się z następujących procesów:

Sprężanie izotermiczne - czynnik roboczy styka się z chłodnicą, ma temperaturę chłodnicy i zostaje poddany procesowi sprężania w tej temperaturze (T2). Czynnik roboczy oddaje ciepło do chłodnicy.

Sprężanie adiabatyczne - czynnik roboczy nie wymienia ciepła z otoczeniem, jest poddawany sprężaniu aż uzyska temperaturę źródła ciepła (T1).

Rozprężanie izotermiczne - czynnik roboczy styka się ze źródłem ciepła, ma jego temperaturę i poddawany jest rozprężaniu izotermicznemu w temperaturze T1, podczas tego cyklu ciepło jest pobierane ze źródła ciepła.

Rozprężanie adiabatyczne - czynnik roboczy nie wymienia ciepła z otoczeniem i jest rozprężany aż czynnik roboczy uzyska temperaturę chłodnicy (T2).

14.Kinetyczna teoria gazów:

Teoria sformułowana jest przy pewnych założeniach:

• wszystkie ciała składają się z cząstek, których rozmiary można pominąć (epozja)

• cząstki znajdują się w nieprzerwanym, chaotycznym ruchu

• cząstki oddziałują na siebie poprzez zderzenia sprężyste, a między zderzeniami poruszają się zgodnie z zasadami dynamiki Newtona

Założenia te są w przybliżeniu spełnione dla gazów przy niezbyt wysokich ciśnieniach w niezbyt niskich temperaturach

Podstawowym równaniem teorii kinetycznej gazów jest wzór, który pozwala powiązać parametry poszczególnych cząsteczek z parametrami makroskopowymi gazu, takimi jak: ciśnienie, objętość, temperatura. Ma ono postać

T~Ek

Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej gazu. Żeby podany powyżej związek był zgodny z klasycznym, termodynamicznym prawem gazów doskonałych, prawa strona równania, związana z energią kinetyczną cząstki, musi zawierać kinetyczną definicję temperatury bezwzględnej.

15.Zasada ekwipartycji energii:

na każdy stopień swobody cząsteczki średnio przypada jednakowa energia kinetyczna, równa.

Pojedyncza cząstka i=3

Podwójna cząsteczka i=5

Więcej niż 2 cząstki i=6

W przypadku gazu doskonałego jedyną energią cząstek była energia kinetyczna. W przypadku np. ciał stałych należy uwzględniać również energię potencjalną oddziaływań międzycząsteczkowych. Można wykazać, że zasada ekwipartycji energii jest wtedy również słuszna, jeśli tylko energia potencjalna jest funkcją kwadratów współrzędnych cząsteczki.

16.Rozkład Maxwella-Boltzmana:

Możemy za jego pomocą policzyć prędkość najbardziej prawdopodobną

Prędkość średnią:

Prędkość średnia kwadratowa:

Wraz ze wzrostem temperatury, krzywe przedstawiające rozkład prędkości cząsteczek gazu zmieniają się:

Maksimum krzywej przesuwa się wraz ze wzrostem temperatury w kierunku większych prędkości - przy ogrzewaniu gazu udział cząsteczek obdarzonych małymi prędkościami zmniejsza się.

17.Prawo Coulomba:

Każde dwa ładunki punktowe lub zgromadzone na kuli przyciągają się lub odpychają z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu tych ładunków , a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości między ich środkami.

E₀=8,85*10-12[c²/Nm] -stała dielektryczna próżni

18.Pole elektryczne, linie pola:

pole elektryczne - w fizyce przestrzeń, w której na ładunek elektryczny działa siła. Pole to opisuje się przez natężenie pola elektrycznego lub potencjał elektryczny.

Linie sił pola - tory do których styczne pokrywają się w każdym punkcie z wektorem natężenia. Linie skierowane-ich kierunek jest określony przez zwrot wektorów E, czyli zwrot sił działających na ładunki dodatnie. Linie te mają początek i koniec, a nie są to nigdy linie zamknięte.

• Pole ładunku punktowego:

• Pole ładunków jednoimienny:

• Pole ładunków różnoimiennych

19.Natężenie pola elektrycznego:

Natężenie pola elektrycznego jest polem wektorowym E, definiowane jest przez siłę F działającą podzieloną przez ładunek elektryczny q:

E=F/q

Dla pola ładunku punktowego:

Gdy ładunek nie jest punktowy:

20.Potencjał pola i napięcie:

potencjał jest to stosunek energii potencjalnej ładunku próbnego umieszczonego w tym punkcie do wartości tego ładunku.

Praca przesunięcia ładunku w polu elektrycznym- praca związana z przesunięciem ładunku w polu elektrostatycznym nie zależy od drogi, tzn. ani od kształtu krzywej, ani od długości drogi mierzonej wzdłuż krzywej, po której ładunek jest przemieszczany. Praca przesunięcia ładunku między dwoma dowolnymi punktami zależy tylko od położenia tych punktów, a nie od drogi, po której przesuwa się ładunek. Można też pokazać, że z podanych sformułowań wynika, iż praca przesunięcia ładunku po dowolnej drodze zamkniętej, np. po, okręgu jest zawsze równa zeru.

-Napięcie to różnica potencjałów.

-Potencjał w danym punkcie pola równa się napięciu pomiędzy tym punktem a punktem o potencjale równym zeru.

-punkt taki przyjmujemy umownie np. w nieskończoności lub na powierzchni zmieni (uziemienie)

U_AB=V_B-V_A; dla V_A =0, V_B = U_AB

Powierzchnie ekwipotencjalne mają wszędzie taki sam potencjał, nie stykają się, linie sił są do nich prostopadłe a praca wykonana przy przeniesieniu po nich ładunku jest równa zeru.

21.Dipol w jednorodnym polu elektr.

Dwa jednakowe ładunki o przeciwnych znakach i stałej odległości. W polu jednorodnym.

22.Prawo Gaussa dla pola elektr.

Strumień pola elektrycznego przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy całkowitemu wypadkowemu ładunkowi zamkniętemu wewnątrz tej powierzchni.

23.Przewodnik izolowany

-ładunek umieszczony na izolowanym przewodniku rozkłada się na jego zewnętrznej powierzchni

-ładunki jednoimienne odpychają się

-zajmują miejsca najodleglejsze od siebie

-prawo Gaussa:

24.Pojemność elektryczna

Pojemnością elektryczną odosobnionego przewodnika nazywamy wielkość fizyczną C równą stosunkowi ładunku q zgromadzonego na przewodniku do potencjału tego przewodnika.

Odosobniony przewodnik to ciało znajdujące się w tak dużej odległości od innych ciał, że wpływ ich pola elektrycznego jest pomijalny. Jednostką pojemności elektrycznej jest farad.

25.Kondensatory:

Kondensator to element elektryczny (elektroniczny) zbudowany z dwóch przewodników (okładzin) rozdzielonych dielektrykiem. Doprowadzenie napięcia do okładzin kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego

Kondensator charakteryzuje pojemność wyrażona w faradach 1F=1C/1V=[1m-2kg-1s4A2]. Jeden farad to bardzo duża jednostka, dlatego w praktyce spotyka się kondensatory o pojemnościach piko-, nano- i mikrofaradów.

Ogólnie, napięcie UC i prąd IC kondensatora w chwili t związane są zależnością:

KONDENSATOR PŁASKI-dwa płasko-równoległe przewodniki (elektrody) o powierzchni S położonych od siebie o odległość d. Elektrody nałądowane są odpowiednio ładunkami +Q i -Q.

Gęstość powierzchniowa ładunku wynosi:
=Q/s.

Pole wewnątrz elektrod z pominięciem efektów brzegowych jest jednorodne.Pojemność kondensatora płaskiego wynosi:

KONDENSATOR KULISTY- układ dwóch współśrodkowych czasz kulistych naładowanych odpowiednio ładunkami +Q i -Q. Pole elektryczne dla takiego układu jest polem radialnym: E=E(r)

Pojemność kondensatora kulistego:

KONDENSATOR CYLINDRYCZNY- składa się z dwóch współśrodkowych cylindrów o p promieniach a i b.

Pojemność kondensatora cylindrycznego wynosi

Łączenie: szeregowe:

Równoległe:

26.Energia pola elektrycznego:

Rozważmy jednorodne pole elektryczne zawarte pomiędzy okładkami kondensatora płaskiego naładowanego ładunkiem Q. Przeniesienie z okładki na okładkę ładunku dQ wymaga wykonania pracy dW. Jeżeli przeniesiemy z ujemnej płyty ładunek +dQ na dodatnią płytę, to wykonamy pracę przeciwko polu elektrycznemu równą.

Na wskutek przeniesienia ładunku z okładki - na dodatnią napięcie na kondensatorze wzrośnie o dV

Wykonana praca została zmagazynowana w kondensatorze jako energia potencjalna (W = U ).

Może ona zostać wykorzystana do wykonania pracy przez kondensator. Czyli:

28.Wektor polaryzacji P

Przesunięty o d ładunek Ze oddziaływuje tylko z częścią chmury elektronowej o promieniu d.

Natężenie pola elektrycznego pochodzące od ładunku polaryzacyjnego ma wartość:

Wewnątrz dielektryka wprowadzonego do kondensatora pojawi się ładunek polaryzacyjny.

Rozważmy płytkę dielektryka umieszczoną w jednorodnym polu elektrycznym

Gęstość powierzchniowa ładunku na powierzchni dielektryka jest równa wartości wektora polaryzacji

w jego wnętrzu.

29.Wektor przesunięcia D:

Współczynnik ၥ (Ⴚ (1+ၣ)) nazywamy względną przenikalnością dielektryczną ośrodka.

30.Prawo Curie:

Prawo Curie podaje zależność molowej podatności magnetycznej substancji o właściwościach paramagnetycznych od temperatury:

C - stała zależna od rodzaju substancji,

T - temperatura bezwzględna.

Dla substancji o charakterze ferromagnetyków ich bardzo silna podatność magnetyczna zanika powyżej pewnej temperatury krytycznej zwanej temperaturą Curie, powyżej tej temperatury ferromagnetyki stają się paramagnetykami, a ich podatność magnetyczna jest opisana przez prawo Curie-Weissa:
χm=C/T-Tc , gdzie: T_C - temperatura Curie

Jak widać, dla wysokich temperatur (T >> T_C) prawo Curie-Weissa przechodzi asymptotycznie
w prawo Curie. Prawo Curie jest formalnie równoważne prawu Curie-Weissa gdzie T_C=0.

31.Gęstość energii pola elektrycznego:

Rozważmy jednorodne pole elektryczne zawarte pomiędzy okładkami kondensatora płaskiego naładowanego ładunkiem Q. Przeniesienie z okładki na okładkę ładunku dQ wymaga wykonania pracy

Wobec tego dQ = C dV. Możemy więc napisać: dW = C V dV . Po całkowaniu, otrzymujemy

Wykonana praca została zmagazynowana w kondensatorze jako energia potencjalna (W = U ). Może ona zostać wykorzystana do wykonania pracy przez kondensator.

gęstość energii pola elektrycznego, która wynosi:

32.Natężenie prądu, wektor gęstości:

Przepływ ładunków dodatnich i ujemnych nazywamy prądem elektrycznym

Natężenie- całkowity ładunek przepływający przez daną powierzchnię w jednostce czasu:

Nośnikami prądu w metalach są elektrony a w gazach i elektrolitach jony.

Gęstość prądu (j)

W oparciu o wzór znajdujemy na natężenie prądu przepływającego przez całą powierzchnię A wyrażenie:

Wektor gęstośći:

33.Zasada zachowania ładunku:

Bilans ładunku:

Wyrażenie to jest ważne dla każdej objętości , a więc również dla objętości dt. Otrzymujemy więc równanie, które nazywamy równaniem ciągłości:

34.Model przewodnictwa elektr:

Nośnikami ładunków mogą być elektrony, jak również jony dodatnie i ujemne. Najlepszymi przewodnikami są metale w których znajduje się wiele swobodnych elektronów.

Zastanówmy się nad mechanizmem przewodzenia prądu w metalicznym przewodniku.

--Każdy atom siatki oddaje średnio jeden elektron do całej sieci (elektrony przewodnictwa). Elektrony
te zachowują się jak gaz. Gęstość tego gazu jest bardzo wysoka. Do elektronów jako fermionów stosuje się statystyka Fermiego- Diraca.

--Przyjmuje się, że prędkość elektronu przed zderzeniem nie wpływa na prędkość po zderzeniu. Oznacza to, że zderzenia „wymazują pamięć” elektronów. Oznaczmy średni czas pomiędzy dwoma kolejnymi zderzeniami przez ၴ.

35.Prawo Ohma:

U=IR

Stały prąd I płynący w przewodniku jest wprost proporcjonalny do przyłożonego napięcia U.

Powyższy rysunek przedstawia najprostszy obwód elektryczny - opór R zasilany przez baterię o napięciu V. Dla przewodnika ważne jest prawo Ohma. Mamy więc

36.Prawa Kirchhoffa.

Dwa podstawowe prawa dotyczące przepływu prądu stałego w obwodach:

I Prawo to mówi, że algebraiczna suma natężeń prądów schodzących się w węźle jest równa zero.

II W dowolnym oczku obwodu suma iloczynów natężeń prądu i oporów odpowiednich odcinków obwodu jest równa sumie sił elektromotorycznych występujących w tym obwodzie.

Prawa Kirchhoffa pozwalają ułożyć i rozwiązać układ równań opisujący przepływ prądu stałego

w dowolnie skomplikowanym obwodzie elektrycznym.

37.Zależność oporu od temp:

Opór właściwy ρ w dowolnej temperaturze T można znaleźć z empirycznego równania linii prostej, które ma postać: ρ=ρ₀[1+α(T-T₀)]. Z zależności tej wyraźnie widać, że ρ→ρ0, gdy T→T0.

α jest średnim współczynnikiem temperaturowym oporu właściwego, a nie temperaturowym współczynnikiem oporu właściwego w określonej temperaturze

38.Prawo Wiedemana-Franza:

Jeżeli przez ၬ oznaczymy współczynnik przewodnictwa cieplnego, a przez ၳ współczynnik przewodnictwa elektrycznego, to dla stałej temperatury T,

Oznacza to, że dobre przewodniki ciepła są też dobrymi przewodnikami elektryczności.

Później Lorenz stwierdził, że stosunek ten jest proporcjonalny do temperatury bezwzględnej T..

39.Prawo Joula-Lenza:

Prawo to określa wielkość energii wydzielonej w przewodniku w czasie przepływu w nim prądu.

Jeżeli ładunek dQ jest przenoszony przez różnicę potencjałów U, to jest wykonywana praca:

Moc wydzielana w przewodniku wynosi więc:

40.Łączenie ogniw:

Szeregowe:

wtedy:

Gdy R_z >> nR_w , dostajemy większą siłę elektromotoryczną, oraz większe natężenie.

Równoległe:

wtedy

Gdy R_z >> nR_w, prąd jest taki sam jak dla jednego ogniwa.

Gdy R_z << R_w, prąd jest n razy większy.

Mieszane:

N - baterii m - szeregów:

Gdy mamy łącznie (m · n) ogniw, uzyskamy maksymalny prąd , gdy;

41.Dzielnik napięcia:

Układ elektryczny umożliwiający podział napięcia zasilającego obwód (Uwej) w ustalonej proporcji. Elementarny dzielnik napięcia to obwód elektryczny zawierający dwa oporniki (R1 i R2) połączone szeregowo.

Napięcie dzieli się na oporach w stosunku równym ich stosunkowi. Napięcie wyjściowe Uwyj dzielnika napięcia to napięcie panujące na jednym z oporników (np. R2). Wówczas Uwej/Uwyj = (R1+R2)/R2.

W przypadku gdy obciążymy dzielnik oporem R_A napięcie U_a ulegnie zmianie na U_A' , przy czym

Gdzie:

Napięcie będzie więc równe:

42.Mostek Wheatstonne'a:

cztery jednakowego rodzaju elementy umieszczone są na bokach obwodu elektrycznego w formie kwadratu, przy czym napięcie dostarczane jest na jedną parę wierzchołków kwadratu wzajemnie naprzeciwległych, natomiast druga para wierzchołków połączona jest przez czuły galwanometr.

Mostek z rezystorami stosuje się do pomiaru oporności jednego z elementów przy znanych trzech pozostałych opornościach (w tym jednej zmiennej), pomiary dokonuje się poprzez doprowadzenie do zaniku przepływu prądu przez galwanometr (podobnie można wyznaczać pojemności, impedancję, itp.).Mostek z odpowiednio połączonych diod jest prostownikiem.

Suwak na oporze AB przesuwamy tak długo, aż w gałęzi CD nie popłynie prąd. Oznacza to równość potencjałów w punktach C i D.

Rozważając oczko ACD otrzymujemy;

Oczko CBD

Otrzymujemy:

43.Metoda kompensacyjna

Zmieniamy ustawienie suwaka na oporze AB tak długo, aż w galwanometrze przestanie płynąć prąd. Wtedy wiemy, że;

Dla prądów związanych z szukaną siłą elektromotoryczną otrzymamy w oparciu o Prawa Kirchoffa:

Dla prądów wywołanych przez siłę elektromotoryczną U₀ otrzymamy:

Gdy prąd nie płynie:

44.Półprzewodniki:

Substancje zachowujące się w pewnych warunkach jak dielektryk, a w innych jak przewodnik. Typowymi półprzewodnikami są: krzem, german, arsenek galu lub antymonek galu. Półprzewodniki mają małą szerokość pasma wzbronionego (teoria pasmowa).

Półprzewodniki klasyfikuje się w zależności od koncentracji donorów (ND) i akceptorów (NA). Wpływają one na koncentrację nośników nadmiarowych (elektronów) typu n (ujemnych) i

niedomiarowych(dziur), typu p (dodatnich).

A). samoistne, dla których N_D=N_A=0. Posiadają one własne przewodnictwo, czyli odpowiednią koncentrację elektronów i dziur. Koncentracja ta jest proporcjonalna do,

B). Typu-n z N_D>>0 i N_A=0. Dla tego typu półprzewodników nośnikami są elektrony, których istnieje duży nadmiar n>>p. W niskich temperaturach współczynnik przewodnictwa właściwego zależy od energii stanów donorowych E_D.

C)Typu-p z N_D =0 i N_A>>0 Dla tego typu półprzewodników

Nośnikami są dziury. Występuje w nich niedomiar elektronów n<<p. W niskich temperaturach współczynnik przewodnictwa właściwego zależy od temperatury zgodnie z zależnością;

45.Siła Lorentza:

gdzie E - wektor natężenia pola elektrycznego, B - wektor indukcji pola magnetycznego, c - prędkość światła, symbol „x” oznacza iloczyn wektorowy (wszystkie wielkości zmierzone w jednym układzie odniesienia).

Zgodnie z powyższym wzorem przy nieobecności pola elektrycznego (E=0) siła działająca na cząstkę w samym polu magnetycznym jest zawsze prostopadła do kierunku ruchu cząstki, co powoduje, że w jednorodnym polu magnetycznym nierównoległym do kierunku ruchu cząstki porusza się ona po torze spiralnym, a jeśli składowa prędkości początkowej cząstki w kierunku równoległym do kierunku pola magnetycznego jest równa zero, wówczas tor cząstki jest kolisty, co wykorzystuje się w cyklotronach.

46.Prawo Gaussa dla pola magn:

Prawo to jest formalnym stwierdzeniem wniosku wypływającego ze znanych faktów dotyczących magnetyzmu, mianowicie wniosku o nieistnieniu izolowanych biegunów magnetycznych. Prawo to stwierdza, że strumień ФB przechodzący przez dowolną zamkniętą powierzchnię gaussowską musi być równy zeru, gdzie całka jest wzięta po całej zamkniętej powierzchni.

47.Prawo Biota Savarta:

Przyczynek 
 do pola indukcji magnetycznej w danym punkcie A od elementu długości 
 przewodnika z prądem o natężeniu I.

48.Prawo Ampera:

Prawo określające siłę, z jaką pole magnetyczne o indukcji B działa na przewodnik, przez który płynie prąd o danym natężeniu I. dF=I(dL x B), gdzie dL - element przewodnika, dF - przyczynek siły działającej na element dL.

---