Электричество и магнетизм
Электрические поля, цепи, закон Ома и электромагнитная индукция
- НовоеУниверситет / научные
Излучение Вавилова–Черенкова
Заряженная частица в среде с показателем преломления n: сферические волновые фронты с фазовой скоростью c/n складываются в конус, подобны…
- НовоеДети
Брусковый магнит и железные опилки
Перетаскиваемый брусковый магнит на «карточке»: каждая опилка-стержень выстраивается по локальному полю B двух точечных полюсов.
- НовоеШкольные
Закон Био–Савара
Бесконечный прямой провод: B ∝ 1/r; кольцо — сумма сегментов по закону Био–Савара; тепловая карта и зонд.
- НовоеШкольные
Поле электрического диполя
Заряды ±q на оси: тепловая карта потенциала V, эквипотенциали, силовые линии поля E; формулы дальней зоны.
- НовоеШкольные
Идеальный операционный усилитель (обратная связь)
Инвертирующий, неинвертирующий, повторитель; синусоидальный или постоянный вход; опциональное ограничение по напряжению питания.
- НовоеШкольные
Генератор Ван де Граафа
Лента заряжает купол; V = Q/C; стилизованная искра на землю при превышении V_пробоя.
- НовоеШкольные
Правила Кирхгофа
Постоянный ток на трёх узлах: делитель в узле и опционально R∥V; подсказки, уравнения узлов и контуров, найденные токи — первое и второе…
- НовоеШкольные
Плоская электромагнитная волна
E ⊥ B ⊥ k: поля sin(kz − ωt), вектор Пойнтинга вдоль z; ω = ck (c = 1).
- НовоеШкольные
Двигатель и генератор постоянного тока
Катушка в поле B: двигатель V = IR + kω, генератор E = kω на нагрузку — один коэффициент k, два режима.
- НовоеУниверситет / научные
Градиентный B-дрейф
B_z(x,y) со слабым градиентом; орбита из силы Лоренца q(E + v × B) — циклотронное вращение и дрейф.
- НовоеУниверситет / научные
Магнитная пробка (магнитное зеркало)
Осевое поле B(z), сильнее на концах; адиабатический инвариант μ, сила −μ ∂B/∂z — схема поясов Ван Аллена и магнитного зеркала.
- НовоеШкольные
Диаграмма направленности диполя
Усреднённая по времени мощность ∝ sin² θ в плоскости, содержащей ось диполя (схема дальней зоны).
- НовоеШкольные
Диаграмма направленности полуволнового диполя (λ/2)
Дальняя E-плоскость тонкого диполя длиной λ/2 с питанием в центре: мощность ∝ [cos(½π cos θ)/sin θ]², коэффициент направленности D ≈ 1,64…
- НовоеШкольные
Поле вращающегося диполя
Заряды ±q обращаются в плоскости: стрелки суперпозиции кулоновских полей — эскиз ближней зоны, ещё не полное излучение.
- НовоеШкольные
Диаграмма Боде (RC-фильтр нижних частот)
Модуль |H| в децибелах и фаза от log f; отмечена частота среза f_c = 1/(2πRC) — полюс первого порядка.
- НовоеУниверситет / научные
Годограф Найквиста
Разомкнутая передаточная функция L(jω) на комплексной плоскости; критическая точка −1 и расстояние до неё.
- НовоеШкольные
Понижающий и повышающий преобразователи
Идеальные средние в режиме непрерывного тока: понижающий V_вых ≈ D·V_вх, повышающий V_вых ≈ V_вх/(1−D); схема и качественные пульсации тока.
- НовоеШкольные
Понижающий преобразователь: пульсации
Понижающий преобразователь постоянного напряжения: коэффициент заполнения, пульсации тока дросселя, граница непрерывного и прерывистого т…
- НовоеШкольные
Повышающий преобразователь
Повышающий преобразователь постоянного напряжения: V_вых = V_вх/(1−D), пульсации тока дросселя, состояния ключа и диода, граница непрерыв…
- НовоеШкольные
Солнечный элемент: ВАХ и точка максимальной мощности
Однодиодная модель: фототок от освещённости, показатель идеальности n, температура; кривые I(V) и P(V), точка максимальной мощности.
- НовоеШкольные
Аккумулятор: модель Тевенина и степень заряда
Напряжение холостого хода и внутреннее сопротивление зависят от степени заряда; учёт заряда интегрированием тока; напряжение на клеммах в…
- НовоеУниверситет / научные
Скин-эффект и эффект близости
δ = √(2/(ωμσ)), вытеснение тока в круглом проводнике, эффект близости и оценка активного сопротивления на переменном токе от частоты.
- НовоеУниверситет / научные
Дебаевское экранирование в плазме
Тестовый заряд в электронной плазме: потенциал Юкавы φ ∝ e^{−r/λ_D}/r, λ_D = √(ε₀k_BT/n_e e²), карта потенциала и λ_D от T, n.
- НовоеУниверситет / научные
Колебания Ленгмюра
Коллективные электронные колебания при ω_p = √(n_e e²/ε₀m_e): волна δn, дисперсия ω(k) Бома–Гросса и ω_p(n).
- НовоеУниверситет / научные
Альвеновская волна на силовой линии
Поперечная МГД-волна: v_A = B/√(μ₀ρ), колебание линии поля, стоячие моды и отражение импульса от границ.
- НовоеУниверситет / научные
Магнитное пересоединение (Свит–Паркер)
Учебная модель Свита–Паркера: противоположные области B, токовый слой, приток v_in ≈ v_A/√S и отток, число Лундквиста S и δ/L.
- НовоеУниверситет / научные
Спираль Паркера (солнечный ветер)
Вращение Солнца и радиальный ветер: межпланетное B со спиралью tan ψ = Ωr/v_sw, линии поля (вид сверху), ψ(r) и спад |B|.
- НовоеУниверситет / научные
Дрейфовые оболочки радиационных поясов
Пояса Ван Аллена: градиентный и кривизный дрейф на L-оболочках диполя, точка зеркала, экваториальный конус потерь α_lc(L); e⁻ на запад, p…
- НовоеШкольные
Трубка с вихревыми токами
Падение магнита: в воздухе dv/dt = g, в медной трубке dv/dt = g − k v (линейная модель сопротивления).
- НовоеДети
Плазменный шар (эскиз)
Стеклянная сфера, центральный электрод, стримеры к курсору — наглядная схема, не расчёт разряда.
- НовоеШкольные
p–n-переход и диод
Диаграмма энергетических зон и ВАХ по уравнению Шокли; коэффициент неидеальности, температура, масштаб I₀.
- НовоеУниверситет / научные
Рефлектометрия линии передачи
Ступенька напряжения в кабель: отражения от обрыва, короткого замыкания и рассогласования, Γ, переотражения от источника, время пробега и…
- НовоеУниверситет / научные
Фазированная решётка
Множитель равномерной линейной решётки в зависимости от фазы управления и шага элементов.
- НовоеУниверситет / научные
Антенна Яги–Уда
Рефлектор, активный вибратор и директоры: учебная диаграмма и график направленности от числа директоров (схематичная модель).
- НовоеУниверситет / научные
Диаграмма Смита и согласование
Точка на нормированном Z; шаги L и C последовательно и параллельно (Y = 1/Z); Γ, КСВ, след согласования на диаграмме.
- НовоеУниверситет / научные
КСВ и стоячая волна на линии
Комплексная нагрузка Z_L задаёт Γ и КСВ; огибающая |V| и мгновенное Re{V} вдоль линии без потерь.
- НовоеУниверситет / научные
Прямоугольный волновод TE₁₀
Поля E_y, H_x, H_z; частота отсечки f_c, β, длина волны в волноводе λ_g; заготовки сечений WR.
- НовоеУниверситет / научные
Эффект Комптона
Сдвиг длины волны фотона Δλ = λ_C (1 − cos θ); λ_C ≈ 2,426 пм.
- ПопулярноеШкольные
Электрическое поле и силовые линии
Точечные заряды на плоскости: сетка стрелок E, короткие линии поля и эквипотенциали.
- НовоеШкольные
Электрический потенциал
Тепловая карта потенциала V = Σ kq/r от точечных зарядов. Двигайте заряды — меняются цвета и эквипотенциали.
- Школьные
Закон Кулона
Два заряда с настраиваемыми величиной и расстоянием. Показаны векторы силы.
- НовоеШкольные
Плоский конденсатор
Ёмкость C = ε₀εᵣA/d, поле E = V/d, заряд Q и энергия; зависимость C от расстояния между пластинами.
- НовоеУниверситет / научные
Трёхфазный переменный ток
Фазные и линейные напряжения, фазоры, связь звезда/треугольник, линейный ток, cos φ и мощности P/Q/S.
- НовоеШкольные
Эффект Холла
Напряжение Холла U_H = R_H I B / t; знак R_H для электронов и дырок. Меняйте B, I, n и толщину.
- НовоеШкольные
Фотоэффект
Энергия фотона hc/λ и работа выхода φ; K_max, задерживающий потенциал V_s, ток от длины волны и интенсивности.
- НовоеШкольные
Сила Лоренца
Траектория заряда в полях E и B: циклотрон, парабола, дрейф E×B.
- ПопулярноеШкольные
Конструктор цепей
Последовательная цепь из шести слотов: батарея, резистор, лампа, ключ, провод. Ток при замкнутом контуре.
- Школьные
Закон Ома
Меняйте напряжение и сопротивление; ток I = U/R и точки на вольт-амперной характеристике.
- Школьные
Последовательное и параллельное соединение
Одни и те же два резистора: общее сопротивление и токи при последовательном и параллельном соединении.
- Школьные
RC-цепь
Зарядка и разрядка конденсатора: экспоненты V_C(t), постоянная времени τ = RC.
- НовоеШкольные
RC-фильтр (ФНЧ / ФВЧ)
АЧХ: коэффициент передачи от частоты, срез f_c на уровне −3 дБ; синусоиды V_вх и V_вых.
- НовоеШкольные
RL-цепь
Последовательная RL-цепь: τ = L/R, нарастание и спад тока i(t), напряжение на катушке; в установившемся режиме i = V/R.
- НовоеШкольные
Последовательный RLC-контур (переменный ток)
Резонанс, модуль импеданса |Z| и фаза: кривая I(f) и волны напряжения и тока.
- НовоеШкольные
Цветовая маркировка резисторов
Меняйте цвет полос или введите сопротивление — получите номинал и допуск.
- Школьные
Магнитное поле
Поле полосовых магнитов и прямых проводов с током: сетка стрелок B и силовые линии.
- Школьные
Электромагнитная индукция
Магнит двигают сквозь катушку: поток Φ, ЭДС ε = −dΦ/dt и индукционный ток.
- НовоеШкольные
Трансформатор: эквивалентная схема
Коэффициент трансформации, ветвь намагничивания, рассеяние, потери в меди и в стали, изменение напряжения и КПД от нагрузки.
- НовоеУниверситет / научные
Асинхронный двигатель: момент-скорость
Скольжение, синхронная скорость, критический момент, пусковой ток, рабочая точка и эскиз частотного управления U/f.
- НовоеУниверситет / научные
Взаимная индуктивность
Две связанные катушки: коэффициент связи k и взаимная индуктивность M = k√(L₁L₂). Синусоидальный ток в первичной цепи наводит ток во втор…
- НовоеУниверситет / научные
Секторный масс-спектрометр
Селектор скоростей пропускает ионы с v = E/B, магнитный сектор разделяет их по радиусу r = mv/(qB): при одном заряде разные массы попадаю…
- НовоеУниверситет / научные
Резонансный трансформатор Тесла
Два связанных колебательных контура RLC. Если частота источника близка к собственной частоте вторичного контура, напряжение на добротной…
- НовоеШкольные
Мост Уитстона
Четыре плеча и гальванометр между средними узлами. Нулевое показание (баланс) при R₁R₄ = R₂R₃: по трём известным сопротивлениям находят ч…
- НовоеШкольные
Диполь в однородном электрическом поле
Момент сил τ = −pE sin θ и энергия U = −pE cos θ. Затухающие колебания диполя; можно включить переменное поле.
- НовоеДети
Феррожидкость (стилизация)
Шипы на поверхности феррожидкости в магнитном поле — качественная картинка, не магнитогидродинамика.
- НовоеШкольные
Циклотрон
Однородное магнитное поле изгибает траекторию, переменное электрическое поле в зазоре между дуантами ускоряет частицу. Циклотронная часто…