Пара книг для знакомства с физикой электричества и магнетизма

Наверное, каждый из нас когда-то испытывал (а кто-то и до сих пор испытывает) трудности с пониманием и применением законов физики в области электричества и магнетизма. И вот, вырастают дети и начинают испытывать те же самые трудности… Всё с начала. Как же им помочь?

Есть ли вообще такой учебник, где всё это объяснено понятно и правильно? Работая над учебным онлайн-курсом по электронике, я в течение нескольких лет раздобыл и просмотрел сотни книг, претендующих на эту роль. Есть среди них много «так себе» книг, немало хороших, а есть и прямо-таки замечательные. Хочу порекомендовать вам две из них, на мой взгляд, самых лучших.

Для первоначального знакомства в любом классе отлично подходит книга Федора Вейткова «Летопись электричества«. Скачать её можно бесплатно, например, здесь. Автор, сам опытный и заслуженный инженер-электрик знакомит читателя с электрическими и магнитными явлениями примерно в том же историческом порядке, в котором они даются в школьной программе. Но он делает это очень художественно, увлекательно, раскрывая перед читателем всю детективность и драматичность истории исследования электромагнетизма. Год издания книги (1946), конечно, наложил свою специфику в виде цитат из Ленина-Сталина и выражений вроде «под сапогом царизма», но этого там не так уж много, а заодно и дает повод для ведения с ребенком разговоров о политике и истории. Тем более что сам автор с большим уважением относится к творцам электротехники разных времен и народов, при этом раскрывая и многие заслуги отечественных ученых, о которых мало где написано.

После «Летописи» можно переходить к чуть более сложной, но, наверное, самой лучшей из популярных книг об электричестве. Её написал Георгий Бабат (1911-1960) — один из творцов советской электротехники, доктор технических наук, лауреат Сталинской премии, автор более сотни изобретений и многих научных идей. Помимо непосредственного развития отечественной электротехники, он, как человек,влюбленный в свое дело, проделал большую работу в плане её популяризации.

Книга «Электричество работает» издания 1964 года представляет собой сборник статей, излагающих в популярной форме важнейшие вопросы электротехники. Скачать ее можно бесплатно, например, здесь. Г.И. Бабат не просто как талантливый писатель рассказывает об электричестве и его применениях, а щедро делится своим практическим профессиональным опытом, со знанием дела объясняет многие неочевидные и таинственные вещи, старательно устраняет пробелы читателя в таких областях, без которых физику электричества не понять, но в учебниках они не затронуты: метрология, вариационное исчисление, механика колебательных систем и удара и т.п.

Важно и то, что читатель книги волей-неволей проникается образом мышления талантливого инженера, написавшего эту книгу. Этот автор также не устает приводить исторические примеры выдающихся достижений отечественных электротехников, что вдохновляет читателя на собственные идеи в этой области и рассеивает неконструктивный стереотип о том, что «все технологические новинки приходят из-за рубежа». В общем, крайне рекомендую именно эти книги как способ взглянуть на электричество глазами человека, который понимает и любит этот предмет — не только детям, но и самим родителям.

Физика для чайников

От термодинамики у вас мурашки по спине? От векторов бессонница? А электромагнетизм вызывает чувство страха? Не отчаивайтесь! Это удобное руководство упростит освоение основ физики. Опытный преподаватель Стивен Хольцнер поможет вам легко и непринужденно пройти все темы начального курса физики (от механики до оптики) и попутно расскажет о некоторых наиболее удивительных физических явлениях: энергии, теплоте, электричестве и многом другом. Посмотрите на мир другими глазами. Узнайте, какую роль играет физика в окружающем нас мире. Вечное движение. Начните с изучения базовых концепций расстояния, скорости и ускорения. Да пребудет с вами сила. Познакомьтесь с законами Ньютона, понятиями силы, инерции, массы, трения и др. Двигайтесь в правильном направлении. Преодолейте страх перед векторами и научитесь применять их при измерении скорости, ускорения и силы. Энергичная работа. Узнайте, как энергия превращается в работу, почему энергия сохраняется и как движутся объекты вокруг нас. Жаркие концепции термодинамики. Узнайте о том, как образуется тепло, как измеряется температура и как формулируется закон идеального газа. Высокое напряжение. Изучите основы электричества и магнетизма, а также законы преломления света. Основные темы книги: единицы измерения и способы представления чисел; как измерять расстояние, скорость и ускорение; законы Ньютона; трение, гравитация и наклонные плоскости; векторы, моменты и типы движения; законы термодинамики; электричество и магнетизм; Стивен Хольцнер получил докторскую степень по физике в Корнелльском университете и более 10 лет преподавал начальный курс физики студентам первых курсов. Автор множества книг по физике и компьютерным технологиям. Расскажи про книгу своим друзьям и коллегам: Твитнуть Нравится

Оглавление к книге Физика для чайников Об авторах Введение Часть I. Мир в движении     Глава 1. Как с помощью физики понять наш мир     Глава 2. Постигаем основы физики     Глава 3. Утоляем жажду скорости     Глава 4. Едем по указателям Часть II. Да пребудут с нами силы физики     Глава 5. Толкаем, чтобы привести в действие: сила     Глава 6. Запрягаемся в упряжку: наклонные плоскости и трение     Глава 7. Движемся по орбитам Часть III. Обращаем работу в энергию и наоборот     Глава 8. Выполняем работу     Глава 9. Двигаем объекты: количество движения и импульс     Глава 10. Вращаем объекты: момент силы     Глава 11. Раскручиваем объекты: момент инерции     Глава 12. Сжимаем пружины: простое гармоническое движение Часть IV. Формулируем законы термодинамики     Глава 13. Неожиданное объяснение теплоты с помощью термодинамики     Глава 14. Передаем тепловую энергию в твердых телах и газах     Глава 15. Тепловая энергия и работа: начала термодинамики Часть V. Электризуемся и намагничиваемся     Глава 16. Электризуемся: изучаем статическое электричество     Глава 17. Летим вслед за электронами по проводам     Глава 18. Намагничиваемся: притягиваемся и отталкиваемся     Глава 19. Усмиряем колебания тока и напряжения     Глава 20. Немного света на зеркала и линзы Часть VI. Великолепные десятки     Глава 21. Десять удивительных догадок теории относительности     Глава 22. Десятка сумасшедших физических идей Глоссарий Предметный указатель

Основы электроники: основы электричества

Авторы: Дуг Лоу и

Обновлено: 26 марта 2016 г. электроники, вы должны сначала понять, что такое электричество. В конце концов, вся цель электроники состоит в том, чтобы заставить электричество делать полезные и интересные вещи.

Понятие электричества одновременно знаком и загадочен. Все мы знаем, что такое электричество, или, по крайней мере, имеем приблизительное представление, основанное на практическом опыте. В частности, обратите внимание на эти точки:

• Мы хорошо знакомы с электричеством, которое течет по проводам. Это электричество поступает от электростанций, которые сжигают уголь, ловят ветер или используют ядерные реакции.

  Он идет от электростанций к нашим домам по большим кабелям, подвешенным высоко в воздухе или закопанным в землю. Как только он попадает в наши дома, он проходит по проводам сквозь стены, пока не доберется до электрических розеток. Оттуда мы подключаем шнуры питания, чтобы подавать электричество к электрическим устройствам, от которых мы зависим каждый день.

• Мы знаем, что электричество не бесплатно.

• Мы знаем, что электричество можно хранить в батареях. Когда батареи умирают, все их электричество исчезает.

• Мы знаем, что некоторые виды батарей являются перезаряжаемыми , а это означает, что когда они полностью разряжены, в них можно вернуть больше электроэнергии, подключив их к зарядному устройству, которое передает электроэнергию от электрической розетки. в батарею.

• Мы знаем, что электричество можно измерить в вольт . Бытовая электроэнергия 120 вольт (сокращенно 120 В). Батарейки для фонарика 1,5 вольта. Автомобильные аккумуляторы на 12 вольт.

• Мы также знаем, что электричество можно измерить в Вт . Лампы накаливания обычно имеют мощность 60, 75 или 100 Вт. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) имеют несколько меньшую мощность. Микроволновые печи и фены имеют мощность 1000 или 1200 Вт.

• Мы также можем знать, что есть третий способ измерения электричества, называемый

  ампер . Типичная бытовая электрическая розетка рассчитана на 15 ампер (сокращенно 15 А).

• И, наконец, мы знаем, что электричество может быть очень опасным.

Но что такое электричество? Начнем с трех основных понятий электричества: электрический заряд , электрический ток и электрическая цепь 9.0018 .

• Электрический заряд относится к фундаментальному свойству материи, которое до конца не понимают даже физики. Достаточно сказать, что две мельчайшие частицы, из которых состоят атомы, — протоны и электроны — являются носителями электрического заряда. Есть два типа заряда:

  положительный и отрицательный . Протоны имеют положительный заряд, электроны — отрицательный.

• Электрический ток относится к потоку электрического заряда, переносимого электронами при переходе от атома к атому. Электрический ток — очень знакомая концепция: когда вы включаете выключатель, электрический ток течет от выключателя по проводу к свету, и комната мгновенно освещается.

  Электрический ток течет легче в одних типах атомов, чем в других. Атомы, которые легко пропускают ток, называются

  проводниками , тогда как атомы, которые не пропускают ток, называются изоляторами .

• Электрическая цепь представляет собой замкнутый контур, состоящий из проводников и других электрических элементов, по которым может протекать электрический ток. Например, очень простая электрическая цепь состоит из трех элементов: батареи, лампы и электрического провода, соединяющего их.

  Схемы могут быть гораздо более сложными, состоящими из десятков, сотен или даже тысяч или миллионов отдельных компонентов, все они соединены с проводниками точно организованными способами, так что каждый компонент может внести свой вклад в общее назначение схемы. Но все схемы должны подчиняться основному принципу замкнутого контура.

  Все цепи должны создавать замкнутый контур, обеспечивающий полный путь от источника напряжения (в данном случае батареи) через различные компоненты, составляющие цепь (в данном случае лампу) и обратно к источнику (опять же , батарея).

Эту статью можно найти в категории:

• General Electronics ,

Схемы — Электричество для чайников

Параллельные и последовательные схемы

Многие люди могут не знать, что существует более одного типа схем. Честно говоря, мы тоже понятия не имели, пока не начали экспериментировать и строить дом. Последовательные и параллельные цепи очень похожи, но выполняют совершенно разные функции. В последовательной цепи все устройства соединены. При этом весь заряд распределяется и распределяется равномерно в последовательном порядке. С другой стороны, параллельные схемы совершенно разные. В параллельных цепях заряд идет на одно место разветвления. В этом месте электричество затем делится на несколько разных путей. Отдельные аспекты параллельных и последовательных цепей различаются, например, напряжение, ток и сопротивление. Ниже приведено изображение последовательной цепи, а затем параллельная цепь по сравнению с последовательной схемой.

Ссылка:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/dcex.html#c1

Напряжение

Напряжение — это уникальное понятие для многих людей. Напряжение также очень трудно описать людям. Чтобы быть расплывчатым, напряжение — это электрическая потенциальная энергия на единицу заряда. Напряжение измеряется в джоулях на кулон (вольт). Напряжение также называют электрическим потенциалом. Чтобы рассчитать напряжение от точки А до точки Б, мы должны вычислить работу, которую нужно было бы совершить на единицу заряда. Ниже у нас есть представление о том, как напряжение работает по отношению к другим концепциям.

Путем лабораторных испытаний с различными последовательными и параллельными цепями, измеренными в разных местах цепи, мы смогли сделать вывод, что в последовательной цепи общее напряжение равно сумме напряжений отдельных резисторов/лампочек. Однако в параллельной цепи общее напряжение равно отдельным напряжениям каждого резистора/лампочки.

Ссылка:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.html

Текущий

Ток — это поток заряда. Чтобы иметь ток, тогда что-то означало бы наличие потока заряда от одного предмета или цепи к другому. Однако ток является физической величиной, и его можно выразить, а также измерить. Ток — это скорость, с которой заряд проходит через точку цепи. Мы можем измерить ток, если можно измерить количество заряда, прошедшего через провод за определенное время. Таким образом, мы понимаем, насколько актуальна величина скорости.

В ходе лабораторных испытаний мы также пришли к выводу, что в последовательной цепи общий ток такой же, как и индивидуальный ток каждого резистора/лампочки. Тогда как в параллельной цепи общий ток представляет собой сумму отдельных токов.

Цитата:
Powe
http://www.physicsclassroom. com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current

Мощность

Мощность — это количество работы, вызывающее перемещение. Власть – это отношение между работой и временем. Мощность – это скорость, с которой совершается работа. Мощность можно выразить формулой работы, деленной на время. Мощность также является величиной, связанной со скоростью, с которой выполняется определенный объем работы. Мощность измеряется в ваттах. Ватт равен джоулю в секунду.

Ссылка:
http://www.physicsclassroom.com/class/energy/Lesson-1/Power

Сопротивление

Сопротивление — это «препятствие потоку заряда». Говоря об электричестве, электрон перемещается от конечной точки к конечной точке. К сожалению, это не гладкий путь, так как электроны сталкиваются со многими резисторами. Резисторы препятствуют скорости движения заряда. Сопротивление потоку заряда в электрической цепи — это то же самое, что сопротивление, замедляющее движение воды по трубе.