Электричество и магнетизм. Часть 2

Неделя 1.

• Электромагнитная индукция в движущихся и неподвижных проводниках.
• Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
• Относительный характер электрического и магнитного полей.
• Коэффициенты само- и взаимоиндукции.
• Теорема взаимности.
• Магнитная энергия и её локализация в пространстве.
• Объёмная плотность энергии.
• Энергетический метод вычисления сил в магнитном поле.
• Подъёмная сила электромагнита.

Неделя 2.

• Квазистационарные процессы.
• Процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность.
• Колебания в линейных системах.
• Колебательный контур.
• Свободные затухающие колебания.
• Коэффициент затухания, логарифмический декремент и добротность.
• Энергетический смысл добротности.

Неделя 3.

• Вынужденные колебания под действием синусоидальной силы.
• Амплитудная и фазовая характеристики.
• Резонанс.
• Процесс установления стационарных колебаний.
• Комплексная форма представления колебаний.
• Векторные диаграммы.
• Комплексное сопротивление (импеданс).
• Правила Кирхгофа для переменных токов.
• Работа и мощность переменного тока. 

Неделя 4.

• Вынужденные колебания под действием несинусоидальной силы.
• Амплитудная и фазовая модуляции.
• Понятие о спектральном разложении.
• Спектр одиночного прямоугольного импульса и периодической последовательности импульсов.
• Соотношение неопределённостей.
• Спектральный анализ линейных систем.
• Колебательный контур как спектральный прибор.
• Частотная характеристика и импульсный отклик.
• Понятие о детектировании модулированных сигналов.

Неделя 5.

• Параметрическое возбуждение колебаний.
• Понятие об автоколебаниях.
• Обратная связь.
• Условие самовозбуждения.
• Роль нелинейности.

Неделя 6.

• Экзаменационная работа

Рекомендуемая подготовка:
Слушателям курса необходимо владеть:

• знаниями по физике в объеме школьной программы,
• основами дифференциального и интегрального исчисления,
• основами векторного исчисления.

Необходимо иметь представление о ключевых понятиях электростатики и магнитостатики, таких как заряды, поля, принцип суперпозиции, уравнения Максвелла, записанные в статическом случае как внутри вещества, так и вне его, энергия электрического поля, энергетические подходы для вычисления сил, действующих на объекты, находящиеся электростатическом поле. 

Требуется представление о свойствах постоянного тока, в частности, законе Ома, правилах Кирхгофа и законе Джоуля-Ленца. В курсе предполагается, что слушатели знакомы с законом Био-Савара-Лапласа и имеют представление о силе Лоренца и силе Ампера. 

Также необходимо владение основами векторного анализа, представление о понятиях градиента, дивергенции, ротора.

Рекомендованная литература:
Основная литература

• Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 3. – М.: Наука, 1996.
• Кингсеп А.С., Локшин Г.Р., Ольхов О.А. Курс общей физики. Т. 1.– М.: Физматлит, 2001.
• Кириченко Н.А. Электричество и магнетизм. М.: МФТИ, 2011.

Дополнительная литература

• Фейнман Р.П. Фейнмановские лекции по физике. Выпуски 5, 6, 7. – М.: Мир, 1977.
• Парселл Э. Электричество и магнетизм. – М.: Наука, 1983.
• Горелик Г.С. Колебания и волны. – М.: Физматлит, 2006.
• Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1997.
• Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Физматлит, 2003.

Формат:

• Курс рассчитан на 6 недель, из которых 5 учебных и 1 экзаменационная. Учебные недели включают лекции, физические демонстрации и семинары с разбором задач.
• Основные формулы и тезисы лекций представлены в виде кратких конспектов. Каждая учебная неделя содержит тест и 4 задачи для самостоятельного решения.
• Экзаменационная неделя включает тест и 5 задач.
• В конце курса у слушателя есть возможность решить дополнительную контрольную работу из трёх задач повышенной сложности с ограничением по времени.