جلد سوم کتاب مبانی فیزیک هالیدی (الکتریسیته و مغناطیس)

جلد سوم کتاب مبانی فیزیک هالیدی

جلد سوم کتاب مبانی فیزیک هالیدی به مباحث الکترومغناطیس اختصاص دارد و شامل فصل‌های ۲۱ تا ۳۳ است. این جلد مفاهیم اساسی مانند قانون کولن، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، قانون گاوس، پتانسیل الکتریکی، القا و امواج الکترومغناطیسی را پوشش می‌دهد. در ادامه، به بررسی هر فصل می‌پردازیم.

فصل ۲۱: قانون کولن

در این فصل، قانون کولن که نیروی بین دو بار الکتریکی را توصیف می‌کند، معرفی می‌شود. این قانون بیان می‌کند که نیروی بین دو بار نقطه‌ای با حاصل‌ضرب مقدار بارها و عکس مجذور فاصله بین آن‌ها متناسب است. این فصل پایه‌ای برای درک مفاهیم الکتریسیته است و در طراحی مدارهای الکتریکی و تحلیل نیروهای بین ذرات باردار کاربرد دارد.

فصل ۲۲: میدان الکتریکی

میدان الکتریکی ناحیه‌ای از فضا است که در آن یک بار الکتریکی نیرویی را تجربه می‌کند. این فصل به تعریف میدان الکتریکی، خطوط میدان و نحوه محاسبه میدان ناشی از توزیع‌های مختلف بار می‌پردازد. درک میدان الکتریکی برای تحلیل رفتار بارها در مدارها و سیستم‌های الکتریکی ضروری است.

فصل ۲۳: قانون گاوس

قانون گاوس ارتباط بین شار الکتریکی از یک سطح بسته و بار کل داخل آن را بیان می‌کند. این قانون ابزاری قدرتمند برای محاسبه میدان‌های الکتریکی در سیستم‌های با تقارن خاص است. در این فصل، کاربردهای قانون گاوس در محاسبه میدان‌های الکتریکی برای توزیع‌های مختلف بار بررسی می‌شود.

فصل ۲۴: پتانسیل الکتریکی

پتانسیل الکتریکی انرژی پتانسیل یک بار در میدان الکتریکی را توصیف می‌کند. این فصل به تعریف پتانسیل، رابطه آن با میدان الکتریکی و نحوه محاسبه پتانسیل در نقاط مختلف فضا می‌پردازد. پتانسیل الکتریکی در تحلیل انرژی در مدارها و سیستم‌های الکتریکی اهمیت دارد.

فصل ۲۵: ظرفیت

در این فصل، مفهوم ظرفیت خازن و نحوه ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی در خازن‌ها بررسی می‌شود. انواع مختلف خازن‌ها، نحوه اتصال آن‌ها در مدار و محاسبه انرژی ذخیره‌شده در خازن‌ها از مباحث اصلی این فصل هستند. درک ظرفیت برای طراحی و تحلیل مدارهای الکتریکی ضروری است.

فصل ۲۶: جریان و مقاومت

این فصل به بررسی جریان الکتریکی، مقاومت و قانون اهم می‌پردازد. مفاهیمی مانند شدت جریان، مقاومت الکتریکی، قانون اهم و عوامل مؤثر بر مقاومت مواد مورد بحث قرار می‌گیرند. این مفاهیم پایه‌ای برای تحلیل مدارهای الکتریکی و طراحی سیستم‌های الکتریکی هستند.

فصل ۲۷: مدارها

در این فصل، تحلیل مدارهای الکتریکی شامل مدارهای سری و موازی، قانون‌های کیرشهف و تحلیل مدارهای پیچیده بررسی می‌شود. درک این مفاهیم برای طراحی و تحلیل مدارهای الکتریکی در مهندسی برق و الکترونیک حیاتی است.

فصل ۲۸: میدان‌های مغناطیسی

میدان مغناطیسی ناحیه‌ای از فضا است که در آن یک ذره باردار متحرک نیرویی را تجربه می‌کند. این فصل به تعریف میدان مغناطیسی، خطوط میدان و نحوه تولید میدان مغناطیسی توسط جریان‌های الکتریکی می‌پردازد. درک میدان مغناطیسی برای تحلیل موتورهای الکتریکی و ترانسفورماتورها ضروری است.

فصل ۲۹: میدان‌های مغناطیسی ناشی از جریان‌ها

در این فصل، نحوه تولید میدان مغناطیسی توسط جریان‌های الکتریکی بررسی می‌شود. قانون بیو-ساوار و قانون آمپر برای محاسبه میدان‌های مغناطیسی ناشی از جریان‌های مختلف معرفی می‌شوند. این مفاهیم در طراحی تجهیزات الکترومغناطیسی کاربرد دارند.

فصل ۳۰: القا و القاییدگی

القای الکترومغناطیسی فرآیندی است که در آن تغییر میدان مغناطیسی باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. این فصل به قانون فاراده، قانون لنز و کاربردهای القای الکترومغناطیسی در ترانسفورماتورها و ژنراتورها می‌پردازد. درک این مفاهیم برای تحلیل سیستم‌های قدرت و تولید برق ضروری است.

فصل ۳۱: نوسانات الکترومغناطیسی و جریان‌های متناوب

این فصل به بررسی نوسانات الکترومغناطیسی و جریان‌های متناوب (AC) می‌پردازد. مفاهیمی مانند مدارهای RLC، فرکانس رزونانس، توان در مدارهای AC و تحلیل فازوری معرفی می‌شوند. این مفاهیم در طراحی سیستم‌های مخابراتی و الکترونیکی کاربرد دارند.

فصل ۳۲: معادلات دیفرانسیل و خاصیت ماده

در این فصل، معادلات دیفرانسیل مرتبط با مدارهای الکتریکی و خواص مواد در پاسخ به میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی بررسی می‌شود. درک این مفاهیم برای تحلیل دقیق‌تر رفتار مدارها و مواد در شرایط مختلف ضروری است.

فصل ۳۳: امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی ترکیبی از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی نوسانی هستند که در فضا منتشر می‌شوند. این فصل به معادلات ماکسول، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی و طیف الکترومغناطیسی می‌پردازد. درک این مفاهیم برای تحلیل سیستم‌های مخابراتی و اپتیکی حیاتی است.