Electrodinamică: circuite, câmpuri, inducție

Cât valorează domeniul și cum se punctează
Electrodinamica este cea mai scumpă parte a testului. Itemii mari se punctează formulă cu formulă, câte 1 punct fiecare, iar răspunsul aduce 2 puncte: 1 pentru valoarea numerică și 1 pentru unitatea de măsură.

Curentul continuu

• Intensitatea: $I=\frac{q}{t}$.
• Legea lui Ohm pentru o porțiune de circuit: $U=IR$.
• Rezistența unui conductor: $R=\rho \frac{l}{S}$, iar pentru secțiune circulară $S=\frac{\pi d^2}{4}$.
• Legare în serie: $R_s=R_1+R_2$, curentul este același, tensiunile se adună. Legare în paralel: $\frac{1}{R_p}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$, tensiunea este aceeași; două rezistoare egale dau jumătate.
• Legea lui Ohm pentru circuitul întreg: $I=\frac{\epsilon }{R+r}$, iar tensiunea la borne $U=\epsilon -Ir$.

Lucrul, puterea și căldura
$L=UIt$, $P=UI=I^{2}R=\frac{U^2}{R}$, iar legea lui Joule–Lenz: $Q=\frac{U^2}{R}\tau$. Când se cere randamentul unui încălzitor, $\eta =\frac{Q_{util}}{Q_{consumat}}$.

Câmpul electric

• Legea lui Coulomb: $F=k\frac{q_1{q}_2}{r^2}$, cu $k=9\cdot 10^9$ N·m²/C².
• Intensitatea câmpului: $E=\frac{F}{q}$, iar pentru o sarcină punctiformă $E=k\frac{q}{r^2}$. Câmpurile mai multor sarcini se adună vectorial.
• Condensatorul: $C=\frac{q}{U}$, condensatorul plan $C=\frac{{\epsilon }_0\epsilon S}{d}$, energia $W=\frac{C{U}^2}{2}$.
• Un condensator deconectat de la sursă păstrează sarcina, nu tensiunea: dacă distanța dintre plăci scade de două ori, capacitatea se dublează, iar tensiunea se înjumătățește.

Câmpul magnetic și inducția

• Forța electromagnetică asupra unui conductor: $F=BI\ell \sin \alpha$.
• Forța Lorentz asupra unei sarcini: $F=qvB$. Ea joacă rolul forței centripete, deci $qvB=\frac{m{v}^2}{R}$, de unde raza $R=\frac{mv}{qB}$ și perioada $T=\frac{2\pi m}{qB}$, care nu depinde de viteză.
• Fluxul magnetic: $\Phi =BS\cos \alpha$, iar legea inducției electromagnetice: ${\epsilon }_i=-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}$.
• Circuitul oscilant $LC$: $T=2\pi \sqrt{LC}$, iar energia trece din câmpul electric al condensatorului în cel magnetic al bobinei, $\frac{C{U}_m^2}{2}=\frac{L{I}_m^2}{2}$.

Mărimi și unități

Transformări care decid punctul de valoare
$1$ mC $=10^{-3}$ C, $1$ μF $=10^{-6}$ F, $1$ mT $=10^{-3}$ T, $1$ mm² $=10^{-6}$ m², $1$ min $=60$ s, iar $7,0$ min $=420$ s. Diametrul de $2,00$ mm intră în $S=\frac{\pi d^2}{4}$ ca $2,00\cdot 10^{-3}$ m.