Закрыть

В чем измеряется сила ампера в физике: Единицы измерения Силы Ампера и… — Учеба и наука

Содержание

Закон Ампера: формула, определение, применение

Закон Ампера — один из важнейших и полезнейших законов в электротехнике, без которого немыслим научно-технический прогресс. Этот закон был впервые сформулирован в 1820 году Андре Мари Ампером. Из него следует, что два расположенные параллельно проводника, по которым проходит электрический ток, притягиваются, если направления токов совпадают, а если ток течёт в противоположных направлениях, то проводники отталкиваются. Взаимодействие здесь происходит посредством магнитного поля, которое перманентно возникает при движении заряженных частиц. Математически закон Ампера в простой форме выглядит так:

F = BILsinα,

где F — это сила Ампера (сила, с которой проводники отталкиваются или притягиваются), где B — магнитная индукция; I — сила тока; L — длина проводника; α — угол между направлением тока и направлением магнитной индукции.

Интересное видео с уроком о силе Ампера:

Любые узлы в электротехнике, где под действием электромагнитного поля происходит движение каких-либо элементов, используют закон Ампера. Самый широко распространённый и используемый чуть-ли не во всех технических конструкциях агрегат, в основе своей работы использующий закон Ампера — это электродвигатель, либо, что конструктивно почти то же самое, генератор.

Именно под действием силы Ампера происходит вращение ротора, поскольку на его обмотку влияет магнитное поле статора, приводя в движение. Любые транспортные средства на электротяге для приведения во вращение валов, на которых находятся колёса, используют силу Ампера (трамваи, электрокары, электропоезда и др). Также магнитное поле приводит в движение механизмы электрозапоров (электродвери, раздвигающиеся ворота, двери лифта). Другими словами, любые устройства, которые работают на электричестве и имеющие вращающиеся узлы основаны на эксплуатации закона Ампера. Также он находит применение во многих других видах электротехники, например, в громкоговорителях.

В громкоговорителе или динамике для возбуждения мембраны, которая формирует звуковые колебания используется постоянный магнит. На него под действием электромагнитного поля, создаваемого расположенным рядом проводником с током, действует сила Ампера, которая изменяется в соответствии с нужной звуковой частотой.

Ещё одно видео о законе Ампера смотрите ниже:

В чем измеряется сила ампера в физике

Ампе́р (русское обозначение: А; международное: A) — единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток) [1] . Кроме того, ампер является единицей силы тока и относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.

Содержание

Определение [ править | править код ]

16 ноября 2018 года на XXVI Генеральной конференции мер и весов было принято определение ампера, основанное на использовании численного значения элементарного электрического заряда. Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит [2] :

Ампер, символ А, есть единица электрического тока в СИ. Она определена путём фиксации численного значения элементарного заряда равным 1,602 176 634⋅10 −19 , когда он выражен единицей Кл, которая равна А·с, где секунда определена через Δ ν C s <displaystyle Delta

u _<mathrm >> [3] .

История [ править | править код ]

Происхождение [ править | править код ]

Единица измерения, принятая на 1-м Международном конгрессе электриков [4] (1881 г., Париж), названа в честь французского физика Андре Ампера. Она была первоначально определена как одна десятая единицы тока системы СГСМ (эта единица, известная в настоящее время как абампер или био, определяла ток, создающий силу в 2 дины на сантиметр длины между двумя тонкими проводниками на расстоянии в 1 см ).

Международный ампер [ править | править код ]

В 1893 году было принято определение единицы измерения силы тока как тока, необходимого для электрохимического осаждения 1,118 миллиграммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра. Предполагалось, что величина единицы при этом не изменится, однако оказалось, что она изменилась на 0,015%. Эта единица стала известна как международный ампер.

Определение 1948 года [ править | править код ]

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10 −7 ньютона .

Таким образом, фактически было возвращено изначальное определение.

Из определения ампера следует, что магнитная постоянная μ 0 <displaystyle mu _<0>> равна 4 π × 10 − 7 <displaystyle 4pi imes 10^<-7>> Гн/ м или, что то же самое, 4 π × 10 − 7 <displaystyle 4pi imes 10^<-7>> Н/А² точно. Это утверждение становится понятным, если учесть, что сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии d <displaystyle d> друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи I 1 <displaystyle I_<1>> и I 2 <displaystyle I_<2>> , приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

F = μ 0 4 π 2 I 1 I 2 d . <displaystyle F=<frac <mu _<0>><4pi >><frac <2I_<1>I_<2>>>.>

Магнитодвижущая сила 1 ампер (ампер-виток) — это такая магнитодвижущая сила, которую создаёт замкнутый контур, по которому протекает ток, равный 1 амперу .

Определение 2018 года [ править | править код ]

В 2018 году было принято и на следующий год вступило в силу нынешнее определение ампера. Величина ампера не изменилась при смене определения. Однако изменения определения привело к тому, что указанное выше выражение для магнитной постоянной перестало быть точным, а стало выполняться лишь численно (но с огромной точностью).

Кратные и дольные единицы [ править | править код ]

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI , англ. The SI Brochure ), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы ампера образуются с помощью стандартных приставок СИ [5] . «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в России тех же приставок [7] .

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
10 1 А декаампер даА daA 10 −1 А дециампер дА dA
10 2 А гектоампер гА hA 10 −2 А сантиампер сА cA
10 3 А килоампер кА kA 10 −3 А миллиампер мА mA
10 6 А мегаампер МА MA 10 −6 А микроампер мкА µA
10 9 А гигаампер ГА GA 10 −9 А наноампер нА nA
10 12 А тераампер ТА TA 10 −12 А пикоампер пА pA
10 15 А петаампер ПА PA 10 −15 А фемтоампер фА fA
10 18 А эксаампер ЭА EA 10 −18 А аттоампер аА aA
10 21 А зеттаампер ЗА ZA 10 −21 А зептоампер зА zA
10 24 А иоттаампер ИА YA 10 −24 А иоктоампер иА yA
применять не рекомендуется

Связь с другими единицами СИ [ править | править код ]

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону [8] .

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

Мы уже ввели логику того, что на движущийся в магнитном поле заряд действует сила. И опять нами была введена эта сила — сила Лоренца. Но сила Лоренца — сила, действующая на единичный заряд (т.е. одинокое тело), а если таких тел много? Например, если в магнитное поле помещён проводник с током. Ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, тогда, если поместить проводник с током в магнитное поле, на каждый из зарядов будет действовать сила Лоренца (рис. 1).

Рис. 1. Суммарная сила Лоренца

Если просуммировать все эти силы, мы получим общую силу, действующую на проводник с током. Назовём эту силу — силой Ампера. Ток в проводнике организуется электронами (одинаковыми зарядами), и будем считать, что скорость продольного движения у них всех одинакова. Тогда суммарную силу Лоренца запишем как:

  • — суммарная сила Лоренца,
  • — количество зарядов в проводнике,
  • — заряд носителя,
  • — скорость движения носителя,
  • — магнитная индукция поля,
  • — синус угла между скоростью и вектором магнитной индукции.

Подставим (2) в (1):

Пусть длина проводника — , считая, что электроны движутся равномерно, то , тогда:

  • — сила Ампера,
  • — сила тока в проводнике,
  • — магнитная индукция,
  • — длина проводника в поле,
  • — синус угла между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции.

Сила (4) и является силой Ампера. Для определения направления силы Ампера пользуются правилом левой руки для силы Ампера: ориентируем левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре пальца по току, тогда противопоставленный палец показывает направление силы Ампера.

В ряде задач не лишним будет использование соотношение для момента силы Ампера. Такие задачи чаще всего связаны с контуром (замкнутой кривой), помещённой в магнитное поле. Моментом сил называется произведение силы на плечо силы, тогда:

  • — момент силы Ампера,
  • — ток в проводнике,
  • — магнитная индукция,
  • — площадь контура,
  • — синус угла между направлением силы тока и вектором магнитной индукции.

Вывод: в задачах сила Ампера вводится в очень ограниченной системе. Проводник с током должен быть помещён в магнитное поле. Только тогда и возникает эта сила (4). Ещё использование сопряжено со втором законом Ньютона и дальнейшими кинематическими характеристиками движения.

Определение силы тока

Силой тока — это физическая величина, равная электрическому заряду q, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени:

где I сила тока, t — время (в системе СИ единицей времени является секунда).

За единицу измерения силы тока в международной системе единиц СИ принят ампер, получивший свое название в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775-1836 г.г.), который впервые сформулировал понятие силы тока. Сокращенное обозначение единицы пишется с заглавной буквы А.

Рис. 1. Портрет Андре-Мари Ампера

При силе тока в 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит электрический заряд величиной 1 К (кулон).

Протекание электрического тока проявляется различных химических реакциях (в электролитах), в свечении или нагревании вещества, а также в магнитном взаимодействии проводников. Оказалось, что из всех известных проявлений тока только магнитное взаимодействие воспроизводится вместе с электрическим током всегда, при любых условиях, в любых средах и в вакууме.

По этой причине магнитное взаимодействие проводника с током было выбрано в системе СИ для определения силы тока ампера (А).

В системе СИ ампер является одной из семи основных единиц для физических величин, пользуясь которыми можно выразить все остальные единицы. Кроме ампера — это метр (м), килограмм (кг), секунда (с), моль (моль), температура (кельвин, К). Например, сила измеряется в ньютонах (Н), который равен:

Определение единицы силы тока

Напомним, что при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока в противоположных направлениях — отталкиваются. Этот эффект обнаружил Ампер и назвал его электромагнитным взаимодействием.

Рис. 2. Схема опыта Ампера для взаимодействия двух параллельных токов

Действующее на сегодняшний день определение единицы силы тока было сформулировано и принято в 1948 г.:

Ампер — сила постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника 1 метр силу взаимодействия, равную 2*10 -7 Н (ньютона).

Дополнительные единицы

На практике для удобства записи, для очень маленьких или очень больших токов, часто применяют кратные и дольные единицы от основной. Напомним, что кратными называют единицы намного больше основной, а дольными — намного меньше основной:

  • Наноампер — 1 нА = 0,000000001=1,0*10 -9 А;
  • Микроампер — 1 мкА = 0,000001 А;
  • Миллиампер — 1 мА = 0,001 А;
  • Килоампер — 1 кА = 1000 А;
  • Мегаампер — 1МА = 1000000 А= 1,0*10 6 А.

Международное бюро мер и весов (находится в г. Севр, Франция), которое отвечает за обеспечение существования системы СИ, в 2019 г. планирует введение некоторых изменений в определениях основных единиц. Изменения будут внесены в определения кельвина, килограмма, моля и ампера. Эта реформа не повлияет на жизнь большинства людей. Необходимость этого мероприятия вызвана требованиями повышения точности в научных экспериментах и приборостроении. На основании опубликованных документов будут разработаны и утверждены государственные стандарты в странах, использующих систему СИ. На следующем этапе будут внесены корректировки в школьных и вузовских учебниках физики. Пока действующим является определение ампера, утвержденное в 1948 году.

Рис. 3. Примеры амперметров

Измерение тока в электрических цепях производится с помощью амперметров. Для калибровки шкал этих приборов (стрелочных и цифровых) очень важное значение имеет универсальность и точность самой единицы измерения — ампера.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали что такое сила электрического тока, и как она связана с величиной электрического заряда. Единица измерения силы тока — ампер. Определение единицы измерения силы тока основано на силовом магнитном взаимодействии проводников, по которым течет ток. Дополнительно, когда величины токов много больше или, наоборот, много меньше 1 ампера, допускается использование дольных и кратных единиц: наноампер, микроампер, килоампер, мегаампер и др.

Ампер часы генератор магнитное поле блок питания в ватты индукция

Ампер.

 

 

Ампер – единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. Имеет русское обозначение – А; международное обозначение – A.

 

Ампер, как единица измерения

Применение ампера

Представление ампера в других единицах измерения – формулы

Кратные и дольные единицы

Интересные примеры

Другие единицы измерения

 

Ампер, как единица измерения:

Ампер – единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ, названная в честь французского физика Андре Ампера.

Ампер имеет русское обозначение – А; международное обозначение – A.

Ампер – это сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10−7 ньютона (формулировка действовавшая до 20 мая 2019 года, принятая IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году).

Определение ампера, основанное на использовании численного значения элементарного электрического заряда, было принято на XXVI Генеральной конференции мер и весов (16 ноября 2018 года). Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит, что

ампер есть единица электрического тока в СИ. Она определена путём фиксации численного значения элементарного заряда равным 1,602 176 634⋅10−19, когда он выражен единицей Кл, которая равна А·с, где секунда определена через ΔνCs.

Сила тока в проводнике равна 1 амперу, если за одну секунду через поперечное сечение этого проводника проходит электрический заряд, равный 1 кулону (6,241·10¹⁸ электронов).

А = Кл / с.

1 А = 1 Кл / 1 с.

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

А = (В · Ф) / с.

1 А = (1 В · 1 Ф) / 1 с.

В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование – ампер-виток).

Кроме того, ампер относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ампер пишется со строчной буквы, а её обозначение – с заглавной (А). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ампера.

 

Применение ампера:

В амперах измеряется сила электрического тока в проводниках, а также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование – ампер-виток).

 

Представление ампера в других единицах измерения – формулы:

Через основные и иные единицы измерения системы СИ ампер выражается следующим образом:

А = Кл / с.

А = В / Ом.

А = Вт / В.

А = (Вт / Ом)1/2.

А = (В · Ф) / с.

А = (Дж / (Ом · с)) 1/2.

где А – ампер, Кл – кулон, Ом – ом, В – вольт, Вт – ватт, Ф – фарад, с – секунда, Дж – джоуль.

 

Кратные и дольные единицы:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 А декаампер даА daA 10−1 А дециампер дА dA
102 А гектоампер гА hA 10−2 А сантиампер сА cA
103 А килоампер кА kA 10−3 А миллиампер мА mA
106 А мегаампер МА MA 10−6 А микроампер мкА µA
109 А гигаампер ГА GA 10−9 А наноампер нА nA
1012 А тераампер ТА TA 10−12 А пикоампер пА pA
1015 А петаампер ПА PA 10−15 А фемтоампер фА fA
1018 А эксаампер ЭА EA 10−18 А аттоампер аА aA
1021 А зеттаампер ЗА ZA 10−21 А зептоампер зА zA
1024 А иоттаампер ИА YA 10−24 А иоктоампер иА yA

 

Интересные примеры: 

В 1893 году было принято определение единицы измерения силы тока как тока, необходимого для электрохимического осаждения 1,118 миллиграммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра. Предполагалось, что величина единицы при этом не изменится, однако оказалось, что она изменилась на 0,015%. Эта единица стала известна как международный ампер. 

Электрогенераторы южноамериканского электрического угря могут генерировать напряжение до 1200 вольт при силе тока 1,2 А. Этого хватило бы, чтобы зажечь шесть стоваттных лампочек.

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ампер

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

Найти что-нибудь еще?

Похожие записи:

карта сайта

какой сколько 1 2 3 4 5 6 10 12 16 20 25 40 50 60 100 220 ампер купить часы генератор цена магнитное поле блок питания в ватты
индукция магнитная сила направление силы формула пол ампера проводников в магнитном поле действует проводник действующая на проводник
вольт ампер аккумулятор
ток сила тока в амперах

 

Коэффициент востребованности 266

Закон ампера простыми словами: определение, формула, применение

На основе магнитных явлениях построено действие электротехнических устройств. Все современные электромоторы, генераторы и множество других электромеханических приборов работают по принципу взаимодействия электрического тока с окружающими его магнитными полями. Эти взаимодействия описывает знаменитый закон Ампера, названный так в честь своего первооткрывателя.

Влияние электричества на поведение магнитной стрелки впервые обнаружил Х. К. Эрстед. Он заметил, что вопреки ожиданию, магнитное поле не параллельно вектору тока, а перпендикулярно ему. Развивая выводы Эрстеда, и продолжая исследования в этом направлении, Мари Ампер установил [1], что электричество взаимодействует не только с магнитами, но и между собой. Заслуга Ампера в том, что он теоретически обосновал взаимное влияние токов и предоставил формулу, позволяющую вычислять силы этого взаимодействия.

Определение и формула

Экспериментальным путём Ампер установил, что между двумя параллельными проводниками, подключенными к постоянному току, действует притяжение (однонаправленные токи) либо отталкивание (если направления противоположные). Эти силы взаимодействия определяются параметрами токов (прямо пропорциональная зависимость), и расстоянием между проводниками (обратно пропорциональная зависимость).

Расчёт амперовой силы на единицу длины проводника осуществляется по формуле:

где F – сила, I1, I2 – величина тока в проводниках, а μ – магнитная проницаемость среды, окружающей проводники (см. рис. 1).

Природой взаимодействия является магнитное поле, образованное перемещаемыми по проводникам электрическими зарядами. Под влиянием магнитного поля на электрические заряды возникает сила магнитной индукции, которую обозначают символом B.

Линии, в каждой точке которых касательные к ним совпадают с направлением соответствующих векторов магнитной индукции, получили название линий электромагнитной индукции. Применяя мнемоническое правило буравчика, можно определить ориентацию в пространстве линий магнитной индукции. То есть, при ввинчивании буравчика в сторону, куда направлен вектор электрического тока, движение концов его рукоятки укажет направление векторов индукции.

Из сказанного выше следует, что в проводниках, с одинаково ориентированными токами, направления векторов магнитной индукции совпадают, а значит, векторы сил направлены навстречу друг к другу, что и вызывает притяжение.

Рис. 1. Взаимодействие параллельных проводников

Подобным образом проводники взаимодействуют не только между собой, но и с магнитными полями любой природы. Если такой проводник окажется в магнитном поле, то на элемент, расположенный в зоне действия магнита, будет действовать сила, которую именуют Амперовой:

Для вычисления модуля этой силы пользуются формулой: dF = IBlsinα , где α — угол, образованный векторами индукции и ориентацией тока.

Рассмотренную нами зависимость описывает закон Ампера, формулировка которого понятна из рисунка 2.

Рис. 2. Формулировка закона Ампера

Не трудно сообразить, что когда α = 900, то sinα = 1. В этом случае величина F приобретает максимальное значение: F = B*L*I, где L– длина проводника, оказавшегося под действием магнитного поля.

Таким образом, из закона Ампера вытекает:

  • проводник с током реагирует на магнитные поля.
  • действующая сила находится в прямо пропорциональной зависимости от параметров тока, величины магнитной индукции и размеров проводника.

Обратите внимание, что на данном рисунке 3 проводник расположен под углом 90º к линиям магнитной индукции, ч

Сила Ампера 🐲 СПАДИЛО.РУ

Определение

Сила Ампера — сила, которая действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

Модуль силы Ампера обозначается как FA. Единица измерения — Ньютон (Н).

Математически модуль силы Ампера определяется как произведение модуля вектора магнитной индукции B, силы тока I, длины проводника l и синуса угла α между условным направлением тока и вектором магнитной индукции:

FA=BIlsin.α

Максимальное значение сила Ампера принимает, когда ток в проводнике направлен перпендикулярно вектору магнитной индукции, так как sin.90°=1. И сила Ампера отсутствует совсем, если ток в проводнике направлен относительно вектора магнитной индукции вдоль одной линии. В этом случае угол между ними равен 0, а sin.0°=1.

Пример №1. Максимальная сила, действующая в однородном магнитном поле на проводник с током длиной 10 см, равна 0,02 Н. Сила тока в проводнике равна 8 А. Найдите модуль вектора магнитной индукции этого поля.

10 см = 0,1 м

Так как речь идет о максимальной силе, действующей на проводник с током, тоsin.α при этом равен 1 (проводник с током расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции).

Определение направления силы Ампера

Направление вектора силы Ампера определяется правилом левой руки.

Правило левой руки

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции →B входила в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на отрезок проводника (направление силы Ампера).

Пример №2. В однородном магнитном поле находится рамка, по которой начинает течь ток (см. рисунок). Какое направление (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, наблюдателю) имеет сила, действующая на нижнюю сторону рамки?

Так как в нижней стороне рамки ток направлен вправо, то четыре пальца левой руки нужно направить вправо. Саму левую руку при этом нужно расположить перпендикулярно плоскости рисунка ладонью вверх, чтобы в нее входили линии вектора магнитной индукции. Если отогнуть большой палец на прямой угол, то он покажет направление силы Ампера, действующей на нижнюю часть рамки. В данном случае она направлена в сторону от наблюдателя.

Работа силы Ампера

Проводники, на которые действует сила Ампера, могут перемещаться под действием этой силы. В этом случае говорят, что сила Ампера совершает работу. Из курса механики вспомним, что работа равна:

A=Fscos.α

F — сила, совершающая работу, s — перемещение, совершенное телом под действием этой силы, α — угол между вектором силы и вектором перемещения.

Отсюда работа, совершаемая силой Ампера, равна:

A=FAscos.α=BIlsin.βscos.α

α — угол между вектором силы и вектором перемещения, β — угол между условным направлением тока и вектором магнитной индукции.

Пример №3. Проводник длиной l = 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого B = 0,4 Тл. Сила тока в проводнике I = 8 А. Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия силы Ампера.

Так как проводник расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции, и поле однородно, то синус угла между ними равен «1». Так как направление перемещение проводника совпадает с направлением действия силы Ампера, то косинус угла между ними тоже равен «1». Поэтому формула для вычисления работы силы Ампера принимает вид:

A=BIls

Подставим известные данные:

A=0,4·8·0,15·0,025=0,012 (Дж)=12 (мДж)

новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля / Хабр


Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть использована для вычисления максимально точного числа Авогадро, которое войдёт в определение единицы измерения количества вещества, известной как моль. Фото: Национальная физическая лаборатория Великобритании

Международное бюро мер и весов планирует провести самую значительную реформу в международной системе единиц (СИ) со времени последней большой ревизии этого стандарта в 1960 году, пишет Nature. Придётся принимать новые ГОСТы, а также внести исправления в учебники физики в школе и вузах.

В настоящее время СИ (современный вариант метрической системы) принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти везде используется в области техники. Полное определение всех единиц СИ приведено в официальной брошюре (8-е издание) и дополнении к ней от 2014 года. Нынешний стандарт утверждён в СССР 1 января 1963 года ГОСТом 9867-61 «Международная система единиц».

Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года. Новые определения для единиц измерения и эталонов никак не отразится на жизни обывателей: один килограмм картофеля в магазине останется тем же килограммом картофеля. Весы будут измерять овощи и мясо с той же точностью, что и раньше. Но эти определения важны для учёных, потому что в научных исследованиях должна соблюдаться идеальная точность формулировок и измерений. Международное бюро мер и весов считает, что новые эталоны позволят «обеспечить высочайший уровень точности в различных способах измерений в любом месте и времени и в любом масштабе, без потери точности».

Итак, какие же изменения нас ждут?

Сейчас Международное бюро мер и весов намерено пересмотреть определения и эталоны следующих единиц измерения:

  • ампер
  • килограмм
  • кельвин
  • моль

Следует оговориться, что далее по тексту новые определения приводятся в сокращённом виде и не соответствует в точности тексту, который записан в официальном документе. Сам документ и окончательные значения констант опубликуют в ближайшее время.
Современное определение принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулируется так: «Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма». При этом Международный прототип (эталон) килограмма хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в городе Севр неподалёку от Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). Размер прототипа примерно соответствует размеру мяча для гольфа.


Компьютерное изображение международного прототипа килограмма

Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства. В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.

Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.

Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.

Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10−34 м2·с−1. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.

Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.


Современное определение: как записано в ГОСТе, 1 кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Тройная точка воды — строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

0,00015576 моля 2H на один моль 1Н
0,0003799 моля 17О на один моль 16О
0,0020052 моля 18О на один моль 16О.

Проблемы современного определения очевидны. При практической реализации величиа кельвина зависит от изотопоного состава воды, а на практике практически невозможно добиться молекулярного состава воды, который соответствует Техническому приложению к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90.

Ещё в 2011 году на заседании Генеральной конференции по мерам и весам было предложено в будущей редакции Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его со значением постоянной Больцмана. Таким образом, значение кельвина впервые будет точно зафиксировано.

Новое определение: 1 кельвин соответствует изменению тепловой энергии на 1,38064852 × 10−23 джоулей. Для выражения единицы требуется постоянная Больцмана.

Измерять точную температуру можно с помощью измерения скорости звука в сфере, заполненной газом. Скорость звука пропорциональна скорости перемещения атомов.


Современное определение: моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Новое определение: количество вещества системы, которая содержит 6,022140857 × 1023 специфицированных структурных единиц. Для выражения единицы требуется постоянная Авогадро (число Авогадро).

Для вычисления числа Авогадро — и определения моля через него — учёные предлагают создать идеальную сферу из чистого кремния-28. У этого вещества идеально точная кристаллическая решётка, так что количество атомов в сфере можно определить, если точно измерить диаметр сферы (с помощью лазерной системы). В отличие от существующего куска платиново-иридевого сплава, скорость потери атомов кремния-28 точно предсказуема, что позволяет вносить коррективы в эталон.

Первые опыты по созданию такого эталона предприняли в 2007 году. Исследователи из берлинского Института выращивания кристаллов под руководством Хелге Риманна (Helge Riemann) приобрели в России обогащённый кремний-28 и сумели получить образец изотопа 28 с чистотой 99,994%. После этого исследователи ещё несколько лет анализировали состав 0,006% «лишних» атомов, определяли точный объём сферы и проводили рентгеноструктурный анализ. Изначально предполагалось, что «идеальные» сферы из кремния-28 могут быть утверждены в качестве нового стандарта для килограмма. Но сейчас более вероятно то, что их используют для вычисления числа Авогадро, и, как следствие, определения моля. Тем более что за время, прошедшее с 2007 года, физики научились производить гораздо более чистый кремний-28.


Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998. Фото: CSIRO Presicion Optics

В 2014 году американские физики сумели обогатить кремний-28 до беспрецедентного качества в 99,9998% в рамках международного проекта по расчёту числа Авогадро.


Современное определение предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году: «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона».

В современном определении ампер определяется через некий мысленный эксперимент, который предусматривает возникновение силы в двух проводах бесконечной длины. Очевидно, что на практике мы не может измерить такую силу, потому что по определению не может существовать двух проводников бесконечной длины.

Изменить определение ампера предложили на том же заседании Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 2011 года, что и определение кельвина. Идея заключалась в том, что новое определение должно быть основано не на созданный человеком артефактах через мысленный эксперимент, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов. Итак, новое определение выражается только через одну постоянную — заряд электрона.

Новое определение: электрический ток, соответствующий потоку 1/1,6021766208 × 10−19 элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы требуется заряд электрона.

На практике для определения ампера понадобится только один инструмент — одноэлектронный насос. Такие инструменты создали несколько лет назад. Они позволяют перемещать определённое количество электронов в течение каждого насосного цикла, что является крайне ценным качеством для фундаментальной науки и метрологии.

Определения секунды, метра и канделы, судя по всему, остаются неизменными, как показано на иллюстрации.

В новой системе СИ определение всех единиц выражается через константу с фиксированным значением. Многие единицы определяются во взаимосвязи с другими единицами. Например, определение килограмма определяется через постоянную Планка, а также через определения секунды и метра.

Считается, что такая система гораздо более устойчива и самодостаточна.

Список формул момента инерции для различных форм

формулы момента инерции

В этом посте вы узнаете список формул момента инерции для различных форм с примерами.
В комплекте:

  • Моменты инерции Определение
  • Формула момента инерции
  • Уравнение
  • Блок
  • Намного больше

Продолжайте читать…

Что такое момент инерции?

Момент инерции ( I ) определяется как сумма произведений массы каждой частицы тела и квадрата ее перпендикулярного расстояния от оси.Это также известно как инерция вращения. Момент инерции отражает распределение массы тела или системы вращающихся частиц относительно оси вращения. Момент инерции зависит только от геометрии тела и положения оси вращения, но не зависит от сил, участвующих в движении.

Момент инерции отражает распределение массы тела или системы вращающихся частиц относительно оси вращения. Момент инерции зависит только от геометрии тела и положения оси вращения, но не зависит от сил, участвующих в движении.
Момент инерции играет роль, аналогичную роли инерционной массы в случае прямолинейного и равномерного движения. Это скалярное значение продольного углового момента твердого тела.

I = mr²

Для твердого тела, движущегося вокруг фиксированной оси, законы движения имеют ту же форму, что и законы прямолинейного движения, с моментом инерции, заменяющим массу, угловой заменой линейной скорости, угловым моментом, заменяющим линейный момент, и т. Д. Следовательно, кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг фиксированной оси с угловой скоростью ω, составляет ½ω², что соответствует ½mv² для кинетической энергии тела массы m, перемещаемой со скоростью v.См. Также правило Рауса; Теорема о параллельных осях.

Уравнение момента инерции

Рассмотрим массу m, прикрепленную к концу безмассового стержня. Предположим, что подшипник в точке поворота O не имеет трения. Пусть система находится в горизонтальной плоскости. Сила F действует на массу, перпендикулярную стержню, и, следовательно, это ускоряет массу в соответствии с:

F = ma

При этом сила заставит массу вращаться вокруг оси O. Так как тангенциальное ускорение связано с угловым ускорением
α уравнением.

угловое ускорение = rα

Поскольку вращающий эффект создается крутящим моментом τ, поэтому было бы лучше записать уравнение для вращения в терминах крутящего момента. Это можно сделать, умножив обе части приведенного выше уравнения на r. Таким образом,

rF = τ = крутящий момент = mr²α

Какой вращательный аналог второго закона движения Ньютона?
Здесь F заменяется на τ, a на α и m на mr². Величина mr² известна как момент инерции и обозначается I.

Важность момента инерции

Момент инерции играет в угловом движении ту же роль, что и масса при линейном движении. Можно отметить, что момент инерции зависит не только от массы m, но и от r².

Момент инерции Формулы

Вот список формул момента инерции различной формы:

  • Момент инерции обруча

момент инерции оболочки цилиндра
  • Момент инерции диска

Момент инерции диска
  • Момент инерции твердого шара

момент инерции сплошного цилиндра
  • Момент инерции полого цилиндра

момент инерции полого цилиндра
  • Момент инерции тонкого стержня

момент инерции длинного тонкого стержня

  • Момент инерции прямоугольника

момент инерции прямоугольника

  • Момент инерции длинного тонкого стержня

момент инерции тонкого стержня
  • Момент инерции сферической оболочки

Момент инерции тонкой сферической оболочки
Момент инерции (видео)

Связанные темы:

ампер: Введение | NIST

Кредит: Энергетическое управление Бонневилля / Министерство энергетики

Первые 10 миль линии электропередачи МакНэри - Джон Дэй, шоссе 14, штат Вашингтон.Линии электропередачи обычно имеют высокое напряжение, до 750 000 вольт, но относительно низкие токи, до 1000 ампер.

Ампер (А), основная единица измерения электрического тока в системе СИ, является привычной и незаменимой величиной в повседневной жизни. Он используется для определения потока электричества в фенах (15 ампер для модели на 1800 ватт), удлинителях (обычно от 1 до 20 ампер), домашних автоматических выключателях (от 15 до 20 ампер для одной линии), дуговой сварке ( примерно до 200 ампер) и более. В повседневной жизни мы испытываем ток в широком диапазоне: светодиодная лампа, эквивалентная 60 Вт, потребляет небольшую долю ампер; молния может выдерживать 100 000 ампер и более.

468-пиксельный криогенный светодиодный картограф для сверхпроводящих детекторов фотонов. Светодиоды очень энергоэффективны; токи для маленького светодиода могут составлять всего несколько тысячных ампер.

Ампер является всемирно признанной единицей измерения с 1908 года и со временем измеряется с все более высокой точностью, в последнее время с точностью до нескольких десятков миллионов.

Но определить ампер в лучшем случае было проблематично. До 2019 года его официальное определение - общая версия эксперимента, проведенного французским ученым Андре-Мари Ампером в 1820-х годах - указывало на совершенно гипотетическую ситуацию:

Ампер - это тот постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и помещен на расстоянии 1 метра в вакууме, создает между этими проводниками силу, равную 2 x 10 - 7 ньютона на метр длины.

Поскольку бесконечно длинные провода и вакуумные камеры, как правило, были недоступны, сила тока не могла быть физически реализована в соответствии с его собственным определением, хотя его можно было с большими трудностями приблизительно определить в лаборатории. Столь же неудовлетворительным было то, что усилитель, хотя и имел электрическую величину, определялся в механических терминах. Ньютон (единица силы в системе СИ, кг • м / с 2 ) был получен из единицы массы системы СИ: килограмма, хранящегося в Севре, Франция.Его значение массы со временем менялось, что ограничивало точность производных единиц.

Кредит: Ю. Ральченко / NIST

Гроза в Санта-Фе в 2013 году. Обычные молнии могут переносить электрический ток 100 000 ампер и более.

В ноябре 2018 года, однако, было одобрено новое определение ампера - наряду с тремя другими базовыми единицами СИ: килограммом (массой), кельвином (температурой) и молями (количеством вещества).Начиная с 20 мая 2019 года, ампер основан на фундаментальной физической константе: элементарном заряде (е), который представляет собой количество электрического заряда в отдельном электроне (отрицательный) или протон (положительный).

Ампер является мерой количества электрического заряда , движущегося в единицу времени , то есть электрического тока. Но количество электрического заряда само , независимо от того, движется он или нет, выражается другой единицей СИ, кулоном (Кл). Один кулон равен примерно 6.241 x 10 18 электрических зарядов ( e ). Один ампер - это ток, при котором один кулон заряда проходит через заданную точку за 1 секунду.

Вот почему средняя молния несет около 5 кулонов заряда, даже если ее ток может составлять десятки тысяч ампер. Разница в этих числах возникает из-за того, что удар молнии длится всего несколько десятков миллисекунд (тысячных долей секунды).

Кредит: NIST

Микросхема одноэлектронного транспорта (SET), которая может использоваться для подсчета электронов в переопределенном амперах.

Определение ампера исключительно с точки зрения элементарного заряда e можно рассматривать как своего рода результат «хорошие новости - плохие новости». С одной стороны, он четко определяет усилитель в терминах только одного инварианта природы, которому было присвоено точное фиксированное значение во время переопределения. После этого прямые измерения ампер превратились в подсчет прохождения отдельных электронов в устройстве во времени.

С другой стороны, e почти невообразимо мал - примерно одна десятая миллиардной миллиардной величины заряда в токе в 1 ампер, который проходит через заданную точку за 1 секунду.Измерение отдельных электронов, прошедших определенную точку, является технически сложной задачей, и основной задачей ученых является получение тока отдельных электронов, который можно регулярно измерять и использовать в качестве эталона.

Итак, хотя новое определение, наконец, поставило ампер на более рациональную основу, оно ставит новые и серьезные проблемы для науки об измерениях.

Основные силы


Свободный нейтрон будет распадаться с испусканием W -, который производит электрон и антинейтрино.

Когда нейтрино взаимодействует с нейтроном, W - может быть заменен, превращая нейтрон в протон и производя электрон.

Это взаимодействие такое же, как и слева, поскольку W + , идущий справа налево, эквивалентен W - , идущему слева направо.

Нейтрон или протон могут взаимодействовать с нейтрино или антинейтрино путем обмена Z 0 .

Одна из четырех фундаментальных сил, слабое взаимодействие, включает обмен промежуточными векторными бозонами, W и Z.Поскольку масса этих частиц равна порядка 80 ГэВ, принцип неопределенности определяет диапазон примерно 10 -18 метра, что составляет около 0,1% диаметра протона. Слабое взаимодействие меняет один аромат кварка на другой. Например, при распаде нейтрона, изображенном диаграммой Фейнмана слева вверху, один нижний кварк меняется на верхний кварк, превращая нейтрон в протон.

Примитивные вершины диаграмм Фейнмана для слабого взаимодействия бывают двух типов: заряженные и нейтральные.Для лептонов они имеют вид

Электрон используется в качестве примера на этих диаграммах, но любой лептон может быть заменен на входящей стороне. Сторона выхода (верх) будет такой же для нейтральной вершины, но определяется зарядом W в заряженной вершине. Помимо сохранения заряда, вершина должна сохранять лептонное число, поэтому процесс с электроном может производить электронное нейтрино, но не мюонное нейтрино.

Нейтральное взаимодействие проще представить, но оно редко наблюдается, поскольку оно конкурирует с гораздо более сильным электромагнитным взаимодействием и маскируется им.

С заряженными вершинами можно постулировать взаимодействие типа μ, υ e -> e, υ μ и нарисовать для него диаграмму Фейнмана. Это взаимодействие вряд ли будет наблюдаться из-за невероятной трудности наблюдения рассеяния нейтрино, но оно предполагает другие взаимодействия, которые могут быть получены путем вращения или скручивания диаграммы.

Изменив приведенную выше диаграмму Фейнмана, можно прийти к взаимодействию, ответственному за распад мюона, поэтому структуры, полученные из примитивных вершин, можно использовать для построения семейства взаимодействий.Преобразование между двумя диаграммами Фейнмана также можно рассматривать как пример перекрестной симметрии.

Заряженные вершины в слабом взаимодействии с кварками принимают вид

Итак, видно, что кварк меняет свой аромат при взаимодействии через W - или W + . Как показано на рисунке, это взаимодействие нельзя наблюдать, поскольку оно подразумевает изоляцию ап-кварка. Из-за удержания кварков изолированные кварки не наблюдаются.Но поворот диаграммы Фейнмана дает альтернативное взаимодействие, показанное ниже как для электронных, так и для мюонных продуктов.

Это указывает на механизм слабого взаимодействия для распада пиона, который наблюдается по мюонному пути.

Слабое взаимодействие в электронной форме слева вверху отвечает за распад нейтрона и за бета-распад в целом.

Указатель

Концепции основных сил

Ссылка
Kaufmann
Ch.29

Griffiths
Ch 2

1.3 Язык физики: физические величины и единицы

Точность, прецизионность и значащие числа

Наука основана на экспериментах, требующих точных измерений. Достоверность измерения можно описать с точки зрения его точности и точности (см. Рисунок 1.19 и рисунок 1.20). Точность - это насколько измерение близко к правильному значению для этого измерения. Например, предположим, что вы измеряете длину стандартного листа бумаги для принтера.На упаковке, в которой вы приобрели бумагу, указано, что ее длина составляет 11 дюймов, и предположим, что указанное значение верное. Вы трижды измеряете длину бумаги и получаете следующие размеры: 11,1 дюйма, 11,2 дюйма и 10,9 дюйма. Эти измерения довольно точны, потому что они очень близки к правильному значению 11,0 дюймов. Напротив, если бы вы получили размер в 12 дюймов, ваше измерение не было бы очень точным. Вот почему измерительные приборы калибруются на основе известного измерения.Если прибор постоянно возвращает правильное значение известного измерения, его можно безопасно использовать для поиска неизвестных значений.

Рис. 1.19. Механические весы с двумя чашами используются для сравнения различных масс. Обычно объект неизвестной массы помещается в одну чашу, а объекты известной массы - в другую. Когда стержень, соединяющий две посуды, расположен горизонтально, массы в обеих посуде равны. Известные массы обычно представляют собой металлические цилиндры стандартной массы, например 1 грамм, 10 грамм и 100 грамм.(Серж Мелки)

Рис. 1.20. В то время как механические весы могут определять массу объекта только с точностью до десятых долей грамма, некоторые цифровые весы могут измерять массу объекта с точностью до ближайшей тысячной доли грамма. Как и в других измерительных приборах, точность шкалы ограничивается последними измеренными цифрами. Это сотые доли шкалы, изображенной здесь. (Splarka, Wikimedia Commons)

«Точность» указывает, насколько хорошо повторные измерения чего-либо дают одинаковые или похожие результаты.Следовательно, точность измерений означает, насколько близки друг к другу измерения, когда вы измеряете одно и то же несколько раз. Один из способов анализа точности измерений - определение диапазона или разницы между самым низким и самым высоким измеренными значениями. В случае размеров бумаги для принтера наименьшее значение было 10,9 дюйма, а наибольшее - 11,2 дюйма. Таким образом, измеренные значения отклонялись друг от друга не более чем на 0,3 дюйма. Эти измерения были достаточно точными, потому что они варьировались всего на долю дюйма.Однако, если бы измеренные значения были 10,9 дюймов, 11,1 дюймов и 11,9 дюймов, тогда измерения не были бы очень точными, потому что есть много различий от одного измерения к другому.

Измерения в бумажном примере точны и точны, но в некоторых случаях измерения точны, но не точны, или они точны, но неточны. Давайте рассмотрим систему GPS, которая пытается определить местоположение ресторана в городе. Представьте, что ресторан находится в центре мишени в яблочко.Затем представьте, что каждая попытка GPS определить местонахождение ресторана - это черная точка в яблочко.

На рис. 1.21 вы можете видеть, что измерения GPS разнесены далеко друг от друга, но все они относительно близки к фактическому местоположению ресторана в центре цели. Это указывает на низкую точность измерительной системы с высокой точностью. Однако на Рисунке 1.22 измерения GPS сосредоточены довольно близко друг к другу, но они находятся далеко от целевого местоположения.Это указывает на высокую точность измерительной системы с низкой точностью. Наконец, на рис. 1.23 GPS является точным и точным, что позволяет определить местонахождение ресторана.

Рис. 1.21. Система GPS пытается определить местонахождение ресторана в центре мишени. Черные точки обозначают каждую попытку определить местонахождение ресторана. Точки расположены довольно далеко друг от друга, что указывает на низкую точность, но каждая из них находится довольно близко к фактическому местоположению ресторана, что указывает на высокую точность.(Темное зло)

Рис. 1.22 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, но они довольно далеко от фактического местоположения ресторана, что указывает на низкую точность. (Темное зло)

Рис. 1.23 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, и они находятся близко к фактическому местоположению ресторана, что указывает на высокую точность. (Темное зло)

Неопределенность

Точность и прецизионность измерительной системы определяют неопределенность ее измерений.Неопределенность - это способ описать, насколько ваше измеренное значение отклоняется от фактического значения, которое имеет объект. Если ваши измерения не очень точны или точны, то неопределенность ваших значений будет очень высокой. В более общем плане неопределенность можно рассматривать как отказ от ответственности за ваши измеренные значения. Например, если кто-то попросил вас указать пробег вашего автомобиля, вы можете сказать, что это 45 000 миль, плюс-минус 500 миль. Сумма плюс или минус - это неопределенность в вашей стоимости.То есть вы указываете, что фактический пробег вашего автомобиля может составлять от 44 500 миль до 45 500 миль или где-то посередине. Все измерения содержат некоторую неопределенность. В нашем примере измерения длины бумаги мы могли бы сказать, что длина бумаги составляет 11 дюймов плюс-минус 0,2 дюйма или 11,0 ± 0,2 дюйма. Неопределенность измерения, A , часто обозначается как δA («дельта A »),

.

Факторы, способствующие неопределенности измерения, включают следующее:

  1. Ограничения измерительного прибора
  2. Умение человека, производящего измерение
  3. Неровности в измеряемом объекте
  4. Любые другие факторы, влияющие на результат (в значительной степени зависящие от ситуации)

В примере с бумагой для принтера неточность может быть вызвана: тем фактом, что наименьшее деление на линейке равно 0.1 дюйм, человек, использующий линейку, имеет плохое зрение или неуверенность, вызванную бумагорезательной машиной (например, одна сторона бумаги немного длиннее другой). Хорошей практикой является тщательное рассмотрение всех возможных источников неопределенности в измерение и уменьшение или устранение их,

Процент неопределенности

Один из методов выражения неопределенности - это процент от измеренного значения. Если измерение A выражается с неопределенностью δ A , неопределенность в процентах составляет

. 1.2% неопределенность = δAA × 100%.% Неопределенность = δAA × 100%.

Рабочий пример

Расчет процента неопределенности: мешок яблок

В продуктовом магазине продаются 5-фунтовые пакеты с яблоками. Вы покупаете четыре пакета в течение месяца и каждый раз взвешиваете яблоки. Вы получите следующие размеры:

  • Неделя 1 Вес: 4,8 фунта 4,8 фунта
  • Неделя 2 Вес: 5,3 фунта 5,3 фунта
  • Неделя 3 Вес: 4,9 фунта 4,9 фунта
  • Неделя 4 вес: 5.4 фунта 5,4 фунта

Вы определяете, что вес 5-фунтового мешка имеет погрешность ± 0,4 фунта. Какова погрешность в процентах от веса мешка?

Стратегия

Во-первых, обратите внимание, что ожидаемое значение веса мешка AA составляет 5 фунтов. Неопределенность этого значения, δAδA, составляет 0,4 фунта. Мы можем использовать следующее уравнение для определения процентной погрешности веса

. % Неопределенности = δAA × 100%.% Неопределенности = δAA × 100%.

Решение

Подставьте известные значения в уравнение

% Неопределенности = 0.4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.% Погрешности = 0,4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.

Обсуждение

Можно сделать вывод, что вес мешка с яблоками составляет 5 фунтов ± 8 процентов. Подумайте, как изменился бы этот процент неопределенности, если бы мешок с яблоками был вдвое меньше, но неопределенность в весе осталась бы прежней. Совет для будущих расчетов: при вычислении процентной погрешности всегда помните, что вы должны умножить дробь на 100 процентов. Если вы этого не сделаете, у вас будет десятичное число, а не процентное значение.

Неопределенность в расчетах

Есть неопределенность в любом вычислении измеренных величин. Например, площадь пола, рассчитанная на основе измерений его длины и ширины, имеет неопределенность, поскольку длина и ширина имеют неопределенности. Насколько велика неопределенность в том, что вы вычисляете умножением или делением? Если измерения в расчетах имеют небольшие погрешности (несколько процентов или меньше), то можно использовать метод сложения процентов.В этом методе говорится, что процент неопределенности в величине, вычисленной путем умножения или деления, представляет собой сумму процентных погрешностей в элементах, используемых для выполнения расчета. Например, если пол имеет длину 4,00 м и ширину 3,00 м с погрешностью 2 процента и 1 процент соответственно, то площадь пола составляет 12,0 м 2 и имеет погрешность 3 процента ( выраженная как площадь, это 0,36 м ( 2 ), которое мы округляем до 0,4 м ( 2 , поскольку площадь пола дается с точностью до одной десятой квадратного метра).

Для быстрой демонстрации точности, прецизионности и неопределенности измерений в зависимости от единиц измерения попробуйте это моделирование. У вас будет возможность измерить длину и вес стола в миллиметрах по сравнению с сантиметрами. Как вы думаете, что обеспечит большую точность, точность и неопределенность при измерении стола и блокнота в симуляции? Подумайте, как характер гипотезы или исследовательского вопроса может повлиять на точность измерительного инструмента, необходимого для сбора данных.

Прецизионность измерительных инструментов и значимых фигур

Важным фактором точности и точности измерений является точность измерительного инструмента. В общем, точный измерительный инструмент - это инструмент, который может измерять значения с очень маленькими приращениями. Например, рассмотрите возможность измерения толщины монеты. Стандартная линейка может измерять толщину с точностью до миллиметра, а микрометр может измерять толщину с точностью до 0,005 миллиметра. Микрометр - более точный измерительный инструмент, поскольку он может измерять очень небольшие различия в толщине.Чем точнее измерительный инструмент, тем точнее и точнее могут быть измерения.

Когда мы выражаем измеренные значения, мы можем перечислить только столько цифр, сколько мы первоначально измерили с помощью нашего измерительного инструмента (например, линейки, показанные на Рисунке 1.24). Например, если вы используете стандартную линейку для измерения длины палки, вы можете измерить ее дециметровой линейкой как 3,6 см. Вы не можете выразить это значение как 3,65 см, потому что ваш измерительный инструмент не был достаточно точным, чтобы измерить сотую долю сантиметра.Следует отметить, что последняя цифра в измеренном значении была определена каким-то образом лицом, выполняющим измерение. Например, человек, измеряющий длину палки с помощью линейки, замечает, что длина палочки находится где-то между 36 и 37 мм. Он или она должны оценить значение последней цифры. Правило состоит в том, что последняя цифра, записанная в измерении, является первой цифрой с некоторой погрешностью. Например, последнее измеренное значение 36,5 мм состоит из трех цифр или трех значащих цифр.Количество значащих цифр в измерении указывает на точность измерительного инструмента. Чем точнее инструмент измерения, тем большее количество значащих цифр он может сообщить.

Рисунок 1.24 Показаны три метрические линейки. Первая линейка измеряется в дециметрах и может измерять до трех дециметров. Вторая линейка имеет длину в сантиметрах и может измерять три целых шесть десятых сантиметра. Последняя линейка в миллиметрах и может измерять тридцать шесть целых пять десятых миллиметра.

Нули

Особое внимание уделяется нулям при подсчете значащих цифр.Например, нули в 0,053 не имеют значения, потому что они всего лишь заполнители, устанавливающие десятичную точку. В 0,053 есть две значащие цифры - 5 и 3. Однако, если ноль встречается между другими значащими цифрами, нули имеют значение. Например, оба нуля в 10.053 значимы, поскольку эти нули были фактически измерены. Таким образом, заполнитель 10.053 содержит пять значащих цифр. Нули в 1300 могут иметь значение, а могут и не иметь значения, в зависимости от стиля написания чисел.Они могут означать, что число известно до последнего нуля, или нули могут быть заполнителями. Таким образом, 1300 может иметь две, три или четыре значащих цифры. Чтобы избежать этой двусмысленности, запишите 1300 в экспоненциальном представлении как 1,3 × 10 3 . Только значащие цифры приведены в множителе x для числа в экспоненциальном представлении (в форме x × 10yx × 10y). Таким образом, мы знаем, что 1 и 3 - единственные значащие цифры в этом числе. Таким образом, нули имеют значение, кроме случаев, когда они служат только в качестве заполнителей.В таблице 1.4 приведены примеры количества значащих цифр в различных числах.

Номер Значимые цифры Обоснование
1,657 4 Нет нулей, и все ненулевые числа всегда значимы.
0,4578 4 Первый ноль - это всего лишь место для десятичной запятой.
0.000458 3 Первые четыре нуля - это заполнители, необходимые для представления данных с точностью до десятитысячных.
2000,56 6 Три нуля здесь значимы, потому что они встречаются между другими значащими цифрами.
45 600 3 Без подчеркивания или научного обозначения мы предполагаем, что последние два нуля являются заполнителями и не имеют значения.
15895 00 0 7 Два подчеркнутых нуля значимы, а последний ноль - нет, так как он не подчеркнут.
5,457 × 10 13 4 В экспоненциальном представлении все числа перед знаком умножения являются значащими
6.520 × × 10 –23 4 В экспоненциальном представлении все числа, указанные перед знаком умножения, значимы, включая нули.

Таблица 1.4

Значимые цифры в расчетах

При объединении измерений с разной степенью точности и точности количество значащих цифр в окончательном ответе не может быть больше количества значащих цифр в наименее точном измеренном значении.Существует два разных правила: одно для умножения и деления, а другое - для сложения и вычитания, как описано ниже.

  1. Для умножения и деления: Ответ должен иметь такое же количество значащих цифр, что и начальное значение с наименьшим количеством значащих цифр. Например, площадь круга можно вычислить по его радиусу, используя A = πr2A = πr2. Посмотрим, сколько значащих цифр будет у площади, если в радиусе всего две значащие цифры, например, r = 2.0 мин. Тогда, используя калькулятор, который хранит восемь значащих цифр, вы получите

    A = πr2 = (3,1415927 ...) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2. A = πr2 = (3,1415927 ...) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2.

    Но поскольку радиус состоит только из двух значащих цифр, вычисленная площадь имеет значение только до двух значащих цифр или

    , даже если значение ππ имеет значение не менее восьми цифр.

  2. Для сложения и вычитания : ответ должен иметь одинаковые числовые разряды (например,г. разряда десятков, разряда единиц, разряда десятых и т. д.) как наименее точное начальное значение. Предположим, вы купили в продуктовом магазине 7,56 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью 0,01 кг. Затем вы кладете в лабораторию 6,052 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью до 0,001 кг. Наконец, вы идете домой и добавляете 13,7 кг картофеля, измеренное на весах с точностью до 0,1 кг. Сколько у вас сейчас килограммов картофеля и сколько значащих цифр уместно в ответе? Масса находится простым сложением и вычитанием:

    7.56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг 7,56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг

    Наименее точное измерение - 13,7 кг. Это измерение выражается с точностью до 0,1 десятичного знака, поэтому наш окончательный ответ также должен быть выражен с точностью до 0,1. Таким образом, ответ следует округлить до десятых, получая 15,2 кг. То же самое и с недесятичными числами. Например,

    6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528,6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528.

    Мы не можем указать десятичные разряды в ответе, потому что 2 не имеет значимых десятичных знаков.Следовательно, мы можем отчитаться только до одного места.

    Рекомендуется оставлять лишние значащие цифры при вычислении и округлять до правильного числа значащих цифр только в окончательных ответах. Причина в том, что небольшие ошибки из-за округления при вычислении иногда могут приводить к значительным ошибкам в окончательном ответе. В качестве примера попробуйте вычислить 5,098– (5.000) × (1010) 5,098– (5.000) × (1010), чтобы получить окончательный ответ только на две значащие цифры. Удерживая все значимое при вычислении, получаем 48.Округление до двух значащих цифр в середине вычисления изменяет его до 5,100 - (5.000) × (1000) = 100, 5,100 - (5.000) × (1000) = 100, что далеко. Точно так же вы избежите округления в середине вычислений при подсчете и ведении бухгалтерского учета, когда нужно аккуратно сложить и вычесть множество небольших чисел, чтобы получить, возможно, гораздо большие окончательные числа.

Значимые цифры в этом тексте

В этом учебнике предполагается, что большинство чисел состоит из трех значащих цифр.Кроме того, во всех проработанных примерах используется постоянное количество значащих цифр. Вы заметите, что ответ, данный для трех цифр, основан на правильности ввода как минимум трех цифр. Если на входе меньше значащих цифр, ответ также будет содержать меньше значащих цифр. Также необходимо следить за тем, чтобы количество значащих цифр соответствовало создаваемой ситуации. В некоторых темах, таких как оптика, будет использоваться более трех значащих цифр. Наконец, если число является точным, например, 2 в формуле, c = 2πrc = 2πr, это не влияет на количество значащих цифр в вычислении.

Рабочий пример

Приближение огромных чисел: триллион долларов

Дефицит федерального бюджета США в 2008 финансовом году был немногим больше 10 триллионов долларов. Большинство из нас не имеют представления о том, сколько на самом деле стоит даже один триллион. Предположим, вам дали триллион долларов банкнотами по 100 долларов. Если вы составили стопки по 100 купюр, как показано на рис. 1.25, и использовали их для равномерного покрытия футбольного поля (между концевыми зонами), сделайте приблизительное представление о том, насколько высокой станет стопка денег.(Здесь мы будем использовать футы / дюймы, а не метры, потому что футбольные поля измеряются в ярдах.) Один из ваших друзей говорит, что 3 дюйма, а другой говорит, что 10 футов. Что вы думаете?

Рисунок 1.25. Банковская пачка содержит сто банкнот по 100 долларов и стоит 10 000 долларов. Сколько банковских стеков составляет триллион долларов? (Эндрю Мэджилл)

Стратегия

Когда вы представляете себе ситуацию, вы, вероятно, представляете себе тысячи маленьких стопок по 100 завернутых банкнот по 100 долларов, которые вы можете увидеть в фильмах или в банке.Поскольку это величина, которую легко оценить, давайте начнем с нее. Мы можем найти объем стопки из 100 купюр, узнать, сколько стопок составляют один триллион долларов, а затем установить этот объем равным площади футбольного поля, умноженной на неизвестную высоту.

Решение

  1. Рассчитайте объем стопки из 100 купюр. Размеры одной банкноты составляют примерно 3 на 6 дюймов. Пачка из 100 таких банкнот имеет толщину примерно 0,5 дюйма. Таким образом, общий объем стопки из 100 купюр равен объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюймов× 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов. 3. объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюймов × 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов .3.
  2. Подсчитайте количество стопок. Обратите внимание, что триллион долларов равен 1 × 1012 $ 1 × 1012, а стопка из ста 100-долларовых банкнот равна 10000, 10000 долларов или 1 × 104 доллара 1 × 104. Количество стеков у вас будет

    . 1,3 $ 1 × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков. 1 доллар × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков.
  3. Вычислите площадь футбольного поля в квадратных дюймах. Площадь футбольного поля составляет 100 ярдов × 50 ярдов 100 ярдов × 50 ярдов, что дает 5 000 ярдов 25 000 ярдов2. Поскольку мы работаем в дюймах, нам нужно преобразовать квадратные ярды в квадратные дюймы

    . Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480 000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2 Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 0,1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2.

    Это преобразование дает нам 6 × 106 дюймов.26 × 106 дюймов 2 для площади поля. (Обратите внимание, что в этих расчетах мы используем только одну значащую цифру.)

  4. Рассчитайте общий объем купюр. Объем всех стопок по 100 долларов составляет 9 дюймов 3 / стопку × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 39 дюймов / стопку × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 3
  5. Рассчитайте высоту. Чтобы определить высоту купюр, используйте следующее уравнение объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр Площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюймов.36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюйма Высота денег = 1 × 102 дюйма = 100 дюймов Объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюйм 36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюйма Высота = 1 × 102 дюйма = 100 дюймов

    Высота денег будет около 100 дюймов. Преобразование этого значения в футы дает

    . 100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов 100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов

Обсуждение

Окончательное приблизительное значение намного выше, чем ранняя оценка 3 дюйма., но другая ранняя оценка 10 футов (120 дюймов) была примерно правильной. Насколько это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может сказать вам с точки зрения приблизительных оценок, и тщательно рассчитанных приближений?

В приведенном выше примере окончательное приблизительное значение намного выше, чем первоначальная оценка первого друга в 3 дюйма. Однако ранняя оценка другого друга в 10 футов (120 дюймов) была примерно правильной. Насколько это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может предложить относительно значения приблизительных оценок , и тщательно рассчитанных приближений?

Решения

NCERT для физики класса 12 в формате PDF, обновленные на 2020-2021 годы.

Решения NCERT для класса 12 по физике

Класс: 12
Тема: Физика
Содержание: Решения NCERT для класса
Решения NCERT Английский

Решения NCERT для класса 12 по физике в формате PDF приведены ниже для бесплатной загрузки для новой академической сессии 2020-21, основанной на последней программе CBSE Syllabus. Для регулярной подготовки к CBSE, IIT - JEE Mains and Advance, NEET, BITSAT, GGSIPU используйте новейшие книги NCERT, доступные на рынке.Ниже приведены несколько вопросов, связанных с этими книгами. Задайте вопросы о досках CBSE или NIOS через дискуссионный форум.

  • Выберите главу для 12-го Физического решения

Вопросы прошлых лет

Глава 1: Электрические заряды и поля
1. Зависит ли заряд, передаваемый металлической сфере, от того, полый он или твердый ? Обоснуйте свой ответ. [Дели, 2017]
Глава 2: Электростатический потенциал и емкость
1.Конденсатор 12 пФ подключен к батарее на 50 В. Сколько электростатической энергии хранится в конденсаторе? Если к нему последовательно подключен другой конденсатор на 6 пФ с той же батареей, подключенной к комбинации, найдите накопленный заряд и разность потенциалов на каждом конденсаторе. [Дели, 2017]
2. Выведите выражение для электрического потенциала электрического диполя в точке его осевой линии. Изобразите эквипотенциальные поверхности за счет электрического диполя. [Дели 2017]
Глава 3: Текущее электричество
1.Вывести выражение для дрейфовой скорости электронов в проводнике. Отсюда выведите закон Ома. Провод, площадь поперечного сечения которого линейно увеличивается от одного конца к другому, подключается к батарее напряжением V вольт. Какая из следующих величин остается постоянной в проводе? (а) скорость дрейфа (б) плотность тока (в) электрический ток (г) электрическое поле. Обосновать ответ. [Дели 2017]
2. Укажите два закона Кирхгофа. Кратко объясните, чем обоснованы эти правила. Ток выводится из ячейки с ЭДС E и внутренним сопротивлением r, подключенной к сети резисторов, каждый из которых имеет сопротивление r, как показано на рисунке.Получите выражение для (i) тока, потребляемого ячейкой, и (ii) мощности, потребляемой в сети. [Дели, 2017]

3. Сопротивление R потребляет ток от потенциометра. Провод потенциометра AB имеет полное сопротивление R0. На потенциометр подается напряжение V. Выведите выражение для напряжения на R, когда скользящий контакт находится в середине провода потенциометра. [Дели, 2017]

Вопросы из статей Совета

Глава 4: Движущиеся заряды и магнетизм
1.Опишите принцип работы гальванометра с подвижной катушкой. Почему в гальванометре необходимо использовать (i) радиальное магнитное поле и (ii) цилиндрический сердечник из мягкого железа? Напишите выражение для текущей чувствительности гальванометра. Можно ли использовать гальванометр как таковой для измерения тока? Объясни. [Дели, 2017]
2. Электрон массы m вращается вокруг ядра с зарядом + Ze. Покажите, что он ведет себя как крошечный магнитный диполь. Следовательно, докажите, что связанный с ним магнитный момент выражается как µ = (e / 2m) L, где L - орбитальный угловой момент электрона.Укажите значение отрицательного знака. [Дели, 2017]
ГЛАВА 5: МАГНИТИЗМ И ВЕЩЕСТВО
1. В каком-то месте горизонтальная составляющая магнитного поля Земли равна B, а угол падения равен 60. Какова величина горизонтальной составляющей магнитного поля Земли на экваторе? [Дели, 2017]
Глава 6: Электромагнитная индукция
1. Длинный прямой токопроводящий провод обычно проходит через центр круговой петли. Если ток через провод увеличивается, будет ли увеличиваться наведенная ЭДС в контуре? Обоснуйте.[Дели, 2017]
2. Дайте определение термину «Самоиндуктивность» и напишите его единицу измерения S.I. Получите выражение для взаимной индуктивности двух длинных коаксиальных соленоидов S1 и S2, намотанных один на другой, каждый из которых имеет длину L и радиусы r1 и r2, а также число стержней n1 и n2 на единицу длины, когда установлен ток I. во внешнем соленоиде S2. [Дели, 2017]
3. Нарисуйте помеченную схему генератора переменного тока. Вывести выражение для мгновенного значения ЭДС, наведенной в катушке. Круглый змеевик площадью поперечного сечения 200 кв.-2 Т. Рассчитайте максимальное значение тока в катушке. [Дели, 2017]

Вопросы от Совета CBSE 2017

Глава 7: Переменный ток
1. Нарисуйте помеченную схему повышающего трансформатора. Определите отношение вторичного напряжения к первичному по количеству витков и токов в двух катушках. Линия электропередачи подает входную мощность 2200 В на понижающий трансформатор с 3000 витками первичной обмотки. Найдите количество витков вторичной обмотки, чтобы получить выходную мощность 220 В.[Дели, 2017]
2. Найдите значение разности фаз между током и напряжением в последовательной цепи LCR, показанной ниже. Какой из них идет по фазе: ток или напряжение? Без каких-либо других изменений найдите номинал дополнительного конденсатора C1, который должен быть подключен параллельно конденсатору C, чтобы коэффициент мощности схемы был равен единице. [Дели, 2017]

Глава 8: Электромагнитные волны
1. Каким образом электрическое и магнитное поля определяют скорость ЭМ-волн в вакууме? [Дели, 2017]
2.Как закон Ампера-Максвелла объясняет прохождение тока через конденсатор, когда он заряжается аккумулятором? Напишите выражение для тока смещения через скорость изменения электрического потока. [Дели, 2017]
Глава 9: Лучевая оптика и оптические инструменты
1. Луч света, падающий на грань AB равносторонней стеклянной призмы, показывает минимальное отклонение 30. Вычислите скорость света, проходящего через призму. Найдите такой угол падения на грани AB, чтобы выходящий луч касался грани AC.[Дели, 2017]

2. Г-жа Рашми Сингх разбила очки для чтения. Когда она пошла к продавцу, чтобы заказать новые очки, он посоветовал ей купить очки с пластиковыми линзами вместо стеклянных. Приобретая новые очки, она обнаружила, что новые не могут дать этому удовлетворительного объяснения. Дома г-жа Сингх задала тот же вопрос своей дочери Анудже, которая объяснила, почему пластиковые линзы толще. а) Запишите два качества, которые проявляли Ануджа и ее мать.б) Как вы объясните этот факт, используя формулу производителя линз? [Дели, 2017]

Волновая оптика и двойственная природа

Глава 10: Волновая оптика
1. Почему объектив телескопа должен иметь большое фокусное расстояние и большую апертуру? Обосновать ответ. [Дели, 2017]
2. Различайте неполяризованный свет и линейно поляризованный свет. Как получить линейно поляризованный свет с помощью поляроида? Узкий луч неполяризованного света с интенсивностью I0 падает на Polaroid P1.Пропускаемый им свет затем падает на второй поляроид P2, ось его прохождения которого составляет угол 60 относительно оси прохождения P1. Найдите интенсивность света, пропущенного через P2. [Дели, 2017]
3. Объясните две особенности, позволяющие различать интерференционные картины в эксперименте Юнга с двойной щелью, и дифракционную картину, полученную благодаря единственной щели. Монохроматический свет с длиной волны 500 нм обычно падает на единственную щель шириной 0,2 мм для создания дифракционной картины.Найдите угловую ширину центрального максимума, полученного на экране. Оцените количество полос, полученных в эксперименте Юнга с двойной щелью, с шириной полосы 0,5 мм, которые могут быть размещены в пределах области полного углового разброса центрального максимума из-за одной щели. [Дели, 2017]
Глава 11: Двойная природа излучения и материи
1. При исследовании фотоэлектрического эффекта график между тормозным потенциалом V и частотой v падающего излучения на двух разных металлах P и Q показан ниже:

(i) Какой из двух металлов имеет более высокую пороговую частоту?
(ii) Определите работу выхода металла, имеющего большую ценность.14 Гц для этого металла. [Дели, 2017]

Атомы и ядра

Глава 12: Атомы
1. Найдите длину волны электрона, вращающегося в первом возбужденном состоянии в атоме водорода. [Дели 2017]
2. Определите расстояние наибольшего сближения. Α-частица с кинетической энергией «K» бомбардируется на тонкой золотой фольге. Расстояние наиболее близкого подхода - «r». Какое расстояние будет наиболее близким для α-частицы с удвоенной кинетической энергией? [Дели, 2017]
3.Напишите два важных ограничения ядерной модели атома Резерфорда. [Дели, 2017]
Глава 13: Ядра
1. Радиоактивное ядро ​​«А» подвергается серии распадов, как указано ниже:

Массовое число и атомный номер A2 равны 176 и 71 соответственно. Определите массу и атомный номер A4 и A. Запишите основные ядерные процессы, лежащие в основе β + и β- распадов. [Дели, 2017]

Полупроводниковая техника и система связи

Глава 14: Полупроводниковая электроника: материалы, разработка простых схем
1.Назовите переходной диод, ВАХ которого изображены ниже:

Для усилителя на CE-транзисторе напряжение аудиосигнала на сопротивлении коллектора 2 кОм равно 2 В. Учитывая, что коэффициент усиления транзистора равен 100, найдите напряжение входного сигнала и ток базы, если сопротивление базы равно 1 кОм. [Дели, 2017]
2. Стабилитрон изготавливается путем сильного легирования как p-, так и n-сторон перехода. Объяснить, почему? Кратко объясните использование стабилитрона в качестве стабилизатора постоянного напряжения с помощью принципиальной схемы.[Дели, 2017]
Глава 15: Система связи
1. Различайте преобразователь и ретранслятор. [Дели, 2017]
Дайте определение термину «амплитудная модуляция». Объясните любые два фактора, которые оправдывают необходимость модуляции низкочастотного сигнала основной полосы частот. [Дели, 2017]

Важные вопросы по 12-й Физике

Когда стеклянный стержень натирают шелковой тканью, на обоих появляются заряды. Подобное явление наблюдается и со многими другими парами тел. Объясните, как это наблюдение согласуется с законом сохранения заряда.

При трении на обоих телах возникают заряды одинаковой величины, но противоположной природы, поскольку заряды создаются парами. Это явление зарядки называется зарядкой от трения. Чистый заряд системы из двух натертых тел равен нулю. Это
потому, что равное количество противоположных зарядов уничтожает друг друга. Когда стеклянный стержень натирают шелковой тканью, на обоих телах появляются заряды противоположной природы. Это явление соответствует закону сохранения энергии.Подобное явление
наблюдается и со многими другими парами тел.

Три конденсатора емкостью 2 пФ, 3 пФ и 4 пФ соединены параллельно. Какова общая емкость комбинации?

Емкости данных конденсаторов: C1 = 2 пФ, C2 = 3 пФ и C3 = 4 пФ
Для параллельной комбинации конденсаторов эквивалентный конденсатор дается Ceq алгебраической суммой,
Следовательно, Ceq = C1 + C2 + C3 = 2 + 3 + 4 = 9 пФ
Следовательно, общая емкость комбинации составляет 9 пФ.

Угадайте возможную причину, по которой вода имеет гораздо большую диэлектрическую проницаемость (80), чем, скажем, слюда (6).

Вода имеет несимметричное пространство по сравнению со слюдой. Поскольку он имеет постоянный дипольный момент, он имеет большую диэлектрическую проницаемость, чем слюда.

В металлическом проводнике неоднородного поперечного сечения течет постоянный ток. Какая из этих величин постоянна вдоль проводника: ток, плотность тока, электрическое поле, скорость дрейфа?

Когда постоянный ток течет в металлическом проводнике неоднородного поперечного сечения, ток, текущий через проводник, является постоянным.Плотность тока, электрическое поле и скорость дрейфа обратно пропорциональны площади поперечного сечения. Следовательно, они непостоянны.

Квадратная катушка со стороной 10 см состоит из 20 витков и пропускает ток 12 А. Катушка подвешена вертикально, а нормаль к плоскости катушки составляет угол 30º с направлением однородного горизонтального магнитного поля величина 0,80 Т. Какова величина крутящего момента, испытываемого катушкой?

Длина стороны квадратной катушки, l = 10 см = 0.1 м
Ток, протекающий в катушке, I = 12 А
Число витков на катушке, n = 20
Угол, образованный плоскостью катушки с магнитным полем, θ = 30 °
Сила магнитного поля, B = 0,80 T
Величина магнитного момента, испытываемого катушкой в ​​магнитном поле, определяется соотношением:
τ = n BIA sinθ
, где A = Площадь квадратной катушки
= l × l = 0,1 × 0,1
= 0,01 м2
Итак,
τ = 20 × 0,8 × 12 × 0,01 × sin30 °
= 0,96 Н · м
Следовательно, величина крутящего момента, испытываемого катушкой, равна 0.96 Нм.

Магнитное поле Земли меняется от точки к точке в космосе. Со временем это тоже меняется? Если да, то в каком масштабе времени он заметно меняется?

Магнитное поле Земли меняется со временем. Чтобы значительно измениться, нужно несколько сотен лет. Нельзя пренебрегать изменением магнитного поля Земли во времени.

Если в тороиде в качестве сердечника используется висмут, будет ли поле в сердечнике (немного) больше или (немного) меньше, чем при пустом сердечнике?

Висмут - диамагнитное вещество.Следовательно, тороид с сердечником из висмута имеет магнитное поле немного больше, чем тороид с пустым сердечником.

Конденсатор используется в первичной цепи индукционной катушки.

Для зарядки конденсатора используется высокое индуцированное напряжение. Конденсатор
А используется в первичной цепи индукционной катушки. Это связано с тем, что при разрыве цепи высокое индуцированное напряжение используется для зарядки конденсатора, чтобы избежать искр.

Для передачи ТВ на большие расстояния необходимо использовать спутники.Почему?

Для передачи ТВ на большие расстояния необходимо использовать спутники, поскольку телевизионные сигналы имеют высокие частоты и большие энергии. Таким образом, эти сигналы не отражаются ионосферой. Следовательно, спутники помогают отражать телевизионные сигналы. Кроме того, они помогают в передаче телевидения на большие расстояния.

Человек, смотрящий на человека, одетого в рубашку с рисунком, состоящим из вертикальных и горизонтальных линий, может видеть вертикальные линии более отчетливо, чем горизонтальные.Чем вызван этот дефект? Как исправить такой дефект зрения?

В данном случае человек может видеть вертикальные линии более отчетливо, чем горизонтальные. Это означает, что преломляющая система (роговица и хрусталик) глаза не работает одинаково в разных плоскостях. Этот дефект называется астигматизмом. Глаз человека имеет достаточную кривизну в вертикальной плоскости. Однако кривизна в горизонтальной плоскости недостаточна. Следовательно, на сетчатке образуются четкие изображения вертикальных линий, а горизонтальные линии выглядят размытыми.Этот дефект можно исправить с помощью линз цилиндрической формы.

Каким образом дифракция на каждой щели связана с интерференционной картиной в эксперименте с двумя щелями?

Интерференционная картина в эксперименте с двумя щелями модулируется дифракцией от каждой щели. Узор является результатом интерференции дифрагированной волны от каждой щели.

Считается, что кварки внутри протонов и нейтронов несут дробные заряды [(+2/3) e; (−1/3) e]. Почему они не появляются в эксперименте Милликена с каплей масла?

Кварки внутри протонов и нейтронов несут дробные заряды.Это потому, что ядерная сила чрезвычайно возрастает, если их развести. Следовательно, дробные сборы могут существовать в природе; наблюдаемые заряды по-прежнему являются целым кратным электрического заряда.

Является ли средний угол отклонения α-частиц тонкой золотой фольгой, предсказанный моделью Томсона, намного меньше, примерно таким же или намного большим, чем предсказанный моделью Резерфорда?

Примерно так же.
Средний угол отклонения α-частиц тонкой золотой фольгой, предсказанный моделью Томсона, примерно того же размера, что и предсказанный моделью Резерфорда.Это потому, что в обеих моделях был взят средний угол.

Почему элементарные легирующие примеси кремния или германия обычно выбирают из группы XIII или группы XV?

Размер атомов примеси должен быть таким, чтобы не искажать структуру решетки чистого полупроводника и при этом легко вносить вклад в носитель заряда при образовании ковалентных связей с Si или Ge.

Несущая волна с пиковым напряжением 12 В используется для передачи сигнала сообщения. Каким должно быть пиковое напряжение модулирующего сигнала, чтобы индекс модуляции составлял 75%?

Амплитуда несущей, Ac = 12 В
Индекс модуляции, m = 75% = 0.75
Амплитуда модулирующей волны = Am Использование соотношения для индекса модуляции:
м = A_m / A_c
⇒ A_m = m A_m
= 0,75 × 12
= 9 В

Банк вопросов для JEE Main & Advanced Physics Магнитные эффекты Текущий Закон Био-Саварта и Закон Ампера

Переключить навигацию 0

0

  • РЖД
  • UPSC
  • Банковское дело
  • SSC
  • CLAT
  • JEE Main & Advanced
  • NEET
  • NTSE
  • KVPY
  • Обучение
  • Оборона
  • 12-й класс
  • 11-й класс
  • 10-й класс
  • 9 класс
  • 8-й класс
  • 7 класс
  • 6-й класс
  • 5 класс
  • 4-й класс
  • 3-й класс
  • 2-й класс
  • 1-й класс
  • Другой экзамен
  • Дошкольное образование
  • Государственный экзамен депутата
  • Государственные экзамены UP
  • Государственные экзамены Раджастана
  • Экзамены штата Джаркханд
  • Государственные экзамены Чхаттисгарх
  • Государственные экзамены Бихара
  • Экзамены штата Харьяна
  • Государственные экзамены Гуджарата
  • Государственные экзамены MH
  • Государственные экзамены штата Химачал
  • Государственные экзамены Дели
  • Государственные экзамены Уттаракханда
  • Государственные экзамены Пенджаба
  • Государственные экзамены J&K
  • Видео
  • Учебные пакеты
  • Серия испытаний
  • Решения Ncert
  • Образцы статей
  • Банк вопросов
  • Ноты
  • Решенные статьи
  • Текущие дела
Авторизоваться Подписаться Демо-видео андроид Приложение для Android shopping_cart Покупка курсов android приложение для Android video_library Демо-видео ---- человек Моя учетная запись 0 Товаров - 0

Поиск.....

Идти!
  • Все
  • Видео
  • Учебные пакеты
  • Решения NCERT
  • Вопросов
  • Образцы статей
  • Ноты
  • РЖД
  • UPSC
  • Банковское дело
  • SSC
  • CLAT
  • JEE Main & Advanced
  • NEET
  • NTSE
  • KVPY
  • Обучение
  • Оборона
  • 12-й
  • 11-й
  • 10-й
  • 9-й
  • 8-й
  • 7-я
  • 6-й
  • 5-й
  • 4-й
  • 3-й
  • 2-й
  • 1-й
  • Дошкольное образование
  • Государственный экзамен депутата
  • Государственные экзамены UP
  • Государственные экзамены Раджастана
  • Экзамены штата Джаркханд
  • Государственные экзамены Чхаттисгарх
  • Государственные экзамены Бихара
  • Экзамены штата Харьяна
  • Государственные экзамены Гуджарата
  • Государственные экзамены MH
  • Государственные экзамены штата Химачал
  • Государственные экзамены Дели
  • Государственные экзамены Уттаракханда
  • Государственные экзамены Пенджаба
  • Государственные экзамены J&K
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *