И.Е. Иродов 'Электромагнетизм. Основные законы'

И.Е.Иродов ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА Учеб. пособие для студентов вузов.— 2-е, стереотип.— М.: Высш. шк., 1991. Пособие содержит теоретический материал 1основные идеи электромагнетизма), а также разбор многочисленных примеров и задач, где показано, как надо подходить к их решению. Задачи тесно связаны с основным текстом и часто являются его развитием и дополнением. Материал книги, насколько возможно, освобожден от излишней математизации — основной 22 акцент перенесен на физическую сторону рассматриваемых явлений. Для студентов физических специальностей вузов.

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ко 2-му изданию 6 8 3.2. Поляризованность Р Принятые обозначения 7 з 3.3. Свойства поля вектора Р Глава 1. Электростатическое 8 8 3.4. Вектор Р поле в вакууме ~ 3.5. Условия на границе з 1.1. Электрическое поле 8 з 3.6. Поле в однородном 8 1.2. Теорема Гаусса 13 диэлектрике 8 1.3. Применения теоремы 16 Задачи Гаусса Глава 4. Энергия электрического 8 1.4. Теорема Гаусса в 20 поля дифференциальной форме 8 4.1. Электрическая энергия 8 1.5. Циркуляция вектора Е.

системы зарядов Потенциал з 4.2. Энергия заряженных 8 1.6. Связь между потеш1иалом 26 проводника и конденсатора и вектором Е 8 4.3. Энергия электрического з 1.7. Электрический диполь 29 поля Задачи 34 8 4.4. Система двух заряженных Глава 2. Проводник в 40 тел электростатическом поле 8 4.5. Силы при наличии 8 2.1. Поле в веществе 40 диэлектрика 8 2.2.

Поле внутри и снаружи 42 Задачи проводника Глава 5. Постоянный 8 2.3. Силы, действующие на 44 электрический ток поверхность проводника з 5.1. Плотность тока. Уравнение 8 2.4. Свойства замкнутой 46 непрерывности проводящей оболочки 8 5.2. Закон Ома для 8 2.5. Общая задача 48 однородного проводника электростатики.Метод 8 5.3. Обобщенный закон Ома изображений з 5.4. Разветвленные цепи.

8 2.6. Электроемкость. 52 Правила Кирхгофа Конденсаторы 8 5.5. Закон Джоуля — Ленца Задачи 55 8 5.6. Переходные процессы в Глава 3. Электрическое поле в 62 цепи с конденсатором диэлектрике Задачи 8 3.1. Поляризация диэлектрика 62 Глава 6. Магнитное поле в 65 бб 70 73 77 102 108 114 118 121 124 127 133 79 87 87 91 93 97 98 108 133 136 139 214 219 223 226 141 145 154 162 263 178 181 188 275 278 284 284 190 198 206 206 вакууме 8 6.1. Сила Лоренца. Поле В 8 6.2. Закон Био — Савара 8 6.3.

Основные законы магнитного поля 8 6.4. Применения теоремы о циркуляции вектора В 8 6.5. Дифференциальная форма основных законов магнитного поля 8 6.6. Сила Ампера 8 6.7. Момент сил, действующих на контур с током 8 6.8. Работа при перемещении контура с током Задачи Глава 7.

Магнитное поле в веществе 8 7.1. Намагничение вещества. Намагниченность 1 8 7.2. Циркуляция вектора Л 8 7.3. Вектор Н 8 7.4. Граничные условия для В и Н 8 7.5. Поле в однородном магнетике 8 7.6. Ферромагнетизм Задачи Глава 8. Относительность электрического и магнитного полей 8 8.1. Электромагнитное поле. Инвариантность заряда 8 8.2. Законы преобразования полей Е и В 8 8.3. Следствия из законов преобразования полей 8 8.4. Инварианты электромагнитного поля Задачи Глава 9.

Электромагнитная индукция 8 9.1. Закон электромагнитной иццукции. Правило Ленца 8 9.2. Природа электромагнитной 146 150 151 162 166 168 172 174 188 195 197 208 индукции 8 9.3. Явление самоиндукции 8 9.4. Взаимная индукция 8 9.5. Энергия магнитного поля 8 9.6. Магнитная энергия двух контуров с токами 8 9.7. Энергия и силы в магнитном поле Задачи 232 Глава 10. Уравнения Максвелла. 240 Энергия электромагнитного поля 9 10.1. Ток смещения 240 8 10.2.

Система уравнений 244 Максвелла 8 10.3. Свойства уравнений Максвелла 8 10.4. Энергия и поток энергии. 251 Вектор Пойнтинга 8 10.5. Импульс 255 электромагнитного поля Задачи 257 Глава 11. Электрические 263 колебания 8 11.1. Уравнение колебательного контура 8 11.2. Свободные электрические 266 колебания 8 11.3. Вынужденные 271 электрические колебания 9 11.4. Переменный ток Задачи Приложения 1.

Обозначения и название единиц 2. Десятичные приставки к 284 названиям единиц 3. Единицы электрических и 284 магнитных величин в СИ и системе Гаусса 4. Основные формулы 285 злектромагнетизма в СИ и системе Гаусса ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ко 2-му изданию Принятые обозначения !02 Г л а в а 1. Электростатическое поле в вакууме 4 1.1. Электрическое поле 4 1.2. Теорема Гаусса 4 !.3. Применения теоремы Гаусса 4 1.4.

Теорема Гаусса в дифференциальной форме 4 1.5. Пиркуляция вектора Е. Потенциал 4 1.6. Связь между потенциалом н вектором Е . 4 1.7. Электрический диполь Задачи Г л а ив 2. Проводник в влектростатическом поле .. 5 2.1. Поле в веществе $2.2. Поле внутри и снаружи проводника 4 2.3. Силы, действующие на поверхность проводника .. 4 2.4, Свойства замкнутой проводящей оболочки .. 4 2.5. Общая задача электростатики.

Метод изображений 4 2.6. Электроемкость. Конденсаторы Задачи Г л а в а 3. Электрическое воле в диэлектрике 4 3.1. Поляризация диэлектрика 4 3.2. Поляризованность Р 4 З.З. Свойства поля вектора Р 4 3.4. Вектор О 4 3.5. Условия на границе 4 З.б. Поле в однородном диэлектрине Задачи Гл а за 4. Энергии электрического поля . $4.1. Электрическая энергия системы зарядов . 4 4.2.

Энергия заряженных проводника и конденсатора . 4 4.3. Энергия электрического поля 4 4.4. Система двух заряженных тел . 4 4.5. Силы при наличии диэлектрика Задачи 8 8 13 16 20 22 26 29 34 40 40 42 44 46 48 52 55 62 62 65 66 70 73 77 79 87 87 91 93 97 98 магнит- по- 188 !88 !90 195 !97 198 Ленца Гл а на 1О. Уравмення Максвелла. Энергия электромагнитного поля 9 10.1.

Ток смешения $ 10.2. Система уравнений Максвелла $10.3. Свойства уравнений Максвелла 240 240 244 248 Гл а в а 5. Постоянный электрический ток 9 5.1. Плотность тока. Уравнение непрерывности 9 5.2. Закон Ома для однородного проводника $5.3. Обобщенный закон Ома $5.4. Разветвленные цепи, Правила Кирхгофа $5.5.

Закон Лжауля — Ленца $5.6. Переходные процессы в цепи с конденсатором Задачи Г л а в а 6. Магнитное иоле в вакууме . $6.1. Сила Лоренца. Поле В $ 6.2. Закон Био — Савара $6.3. Основные законы иагнигиого поля 9 6.4. Г!рименения теоремы о циркуляции вектора В . 9 6.5. Лифференциальная форма основных законов ного поля $6.6.

Сила Ампера $6.7. Момент сил, действующих на контур с током . $6.8. Работа при перемещении контура с током . Задачи Г л а в а 7. Магнитное поле в веществе . $7.1. Намагничение вещества. Намагниченность 3 . $7.2. Ниркуляция вектора 3 5 7.3. Вектор Н 9 7.4. Граничные условия для В и Н . $7.5. Поле в однородном магнетике $7.6. Ферромагнетизм Задачи Г л а в а 8. Относительность электрического и магнитного лей $8.1. Электромагнитное поле. Инвариантность заряда . $8.2.

Законы преобразования полей Е и В $8.3. Следствия из законов преобразования полей . $8.4. Инварианты электромагнитного поля . Задачи Г л а в а 9. Электромагнитная индукции $9.1. Закон электромагнитной индукции, Правило $9.2. Природа электромагнитной индукции $9.3. Явление самоиндукцим $9.4. Взаимная нндукция $9.5. Энергия магнитного поля $9.6.

Магнитная энергия двух контуров с токами . $9.7. Энергия н силы в магнитном поле . Задачи 108 108 111 1!4 !18 121 124 127 133 133 136 139 141 145 146 150 151 154 162 162 166 168 172 174 178 18! 206 206 208 214 219 223 226 228 232 4 10.4. Энергия и поток энергии. Вектор Пойитиига . .

. . 251 $10.5. Импульс электромагнитного поля . . . . . . . 255 Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 284 284 284 284 Г л а в а 11. Электрические колебания з 11.1. Уравнение колебательного контура $11.2. Свободные электрические колебания 4 1!.3. Вынужденные электрические колебания з 11.4, Переменный ток Забачи Приложения !. Обозначения и название единиц .

2. десятичные приставки к названиям единиц . 3. Единицы электрических и магнитных величин в СИ и системе Гаусса 4. Основные формулы злектромагнстизма в СИ н системе Гаусса 263 263 266 271 275 278 ПРЕДИСЛОВИЕ КО 2-МУ ИЗДАНИЮ Основная идея предлагаемой книги — органически совместить в одном учебном пособии изложение принципов теории и практику решения задач. С этой целью в каждой главе сначала излагается теория соответствующего вопроса (с иллюстрацией на конкретных примерах), а затем дается разбор ряда задач, где показывается, к а к, по мнению автора, надо подходить к их решению.

Задачи тесно связаны с основ. ным текстом, часто являются его развитиеч и дополнением, поэтому работа над ними должна проводиться параллельно с изучением основного материала. Кроме тога, предлагаемый набор задач должен, па за. мыслу автора, дать возможность учащемуся дополнительно обдумать ряд важных вопросов и помочь представить (даже если многие задачи не решать, а просто прочитать) большой диапазон приложения изучаемых идей. Прн изложении теоретического материала автор стремился исключить из текста все второстепенное, с тем чтобы сконцентрировать вни. манне на основных законах электромагнетнзма и, в частности, на вопросах наиболее трудных для понимания.

Стремление изложить основные идеи кратко, доступно и вместе с тем достаточно корректно побудило автора насколько возможно освободить материал от излишней математизации и перенести основной акцент на физическую с~орону рассматриваемых явлений. С этой же целью широко использованы различные модельные представления, упрощающие факторы, частные случаи, соображения симметрии и др. Изложение ведется в СИ. Вместе с тем, учитывая достаточно широкое использование системы Гаусса, в Приложении дана сводка основ. ных единиц и наиболее важных формул как в СИ, так и в системе Гаусса. Разрядкой н курсивом выделены важнейшие положения н термины (курсивом выделены также условия примеров и задач).

Петит используется для материала повышенной трудности и относительно громоздких расчетов (этот материал при первом чтении можно безболезненно опустить), а также для примеров и задач. Книга как учебное пособие рассчитана на студентов вузов с расширенной программой па физике (в рамках общего курса физики). Она может быть также полезной и преподавателям вузов. Второе издание данного пособия является па-существу стереотипным. Исключен по техническим причинам Предметный указатель, а также исправлены некоторые неточности и опечатки, замеченные читателями.

Этим читателям автор искренне признателен. И. Иродов ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Векторы обозначены жирным прямым шрифтом (например, г, Е); та же буква светлым шрифтом (г, Е) означает модуль вектора. Средние величины отмечены скобками ( ), например (т), (Р). Символы перед величинами означают: Л вЂ” конечное приращение величины, т. е. разность ее конечного и начального значений, например ЛЕ = Ез — Еь Л~р = грт — ~а,; д — дифференциал (бесконечно малое приращение), например дЕ, дср; б — элементарное значение величины, например бА— элементарная работа.