Читайте также:
|
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
где 
— величина электродвижущей силы (ЭДС) в вольтах, а Φ B — магнитный поток в веберах.
возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток.
Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре[1]при изменении тока, протекающего по контуру.
При изменении тока в контуре меняется поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, изменение потока магнитной индукции приводит к возбуждению ЭДС самоиндукции. Направление ЭДС оказывается таким, что при увеличении тока в цепи эдс препятствует возрастанию тока, а при уменьшении тока — убыванию.
Величина ЭДС пропорциональна скорости изменения силы тока I и индуктивности контура L:
.
Переменный ток как вынужденные электромагнитные колебания. Действующие значения силы переменного тока и напряжения. Активное и реактивное сопротивление. Закон Ома для электрической цепи переменного тока.
Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях.
Действующим значением силы переменного тока называют величину постоянного тока, действие которого произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток за время одного периода. В современной литературе чаще используется математическое определение этой величины — среднеквадратичное значение силы переменного тока. сопротивление, оказываемое проводником проходящему на нему переменному току, называется активным сопротивлением.
Активное сопротивление зависит от частоты переменного тока, возрастая с ее увеличением.
Однако многие потребители обладают индуктивными и емкостными свойствами при прохождении через них переменного тока. К таким потребителям относятся трансформаторы, дроссели, электромагниты, конденсаторы, различного рода провода и многие другие.
При прохождении через них переменного тока необходимо учитывать не только активное, но и реактивное сопротивление, обусловленное наличием, в потребителе индуктивных и емкостных свойств его.
Известно, что если постоянный ток, проходящий по какой-либо обмотке, прерывать и замыкать, то одновременно с изменением тока будет изменяться и магнитный поток внутри обмотки, в результате чего в ней возникнет ЭДС самоиндукции.
37. Трансформатор. Устройство и принцип действия трансформатора. Передача электроэнергии.
Трансформатор — электрическая машина, состоящая из набора индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе или без него и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.
Колебания и волны
38. Механические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Свободные и вынужденные колебания. Период колебаний груза на пружине и математического маятника. Превращение энергии при колебательном движении.
Механические колебания – это повторяющееся движение, при котором тело многократно проходит одно и то же положение в пространстве. Различают периодические и непериодические колебания. Периодическими называют колебания, при которых координата и другие характеристики тела описываются периодическими функциями времени. Примерами механических колебаний могут служить движение шара на пружине, на нити, движение ножек звучащего камертона или молекул воздуха вблизи
Механическое гармоническое колебание - это прямолинейное неравномерное движение, при котором координаты колеблющегося тела (материальной точки) изменяются по закону косинуса или синуса в зависимости от времени. 
или 
,
де wt - величина под знаком косинуса или синуса; w - коэффициент, физический смысл которого раскроем ниже; А - амплитуда механических гармонических колебаний.
Время, за которое маятник совершает одно полное колебание, называют периодом колебаний. Период обозначают буквой T и измеряют в секундах (с). Число полных колебаний за одну секунду, называют частотой колебаний. Частоту обозначают буквой n. Единица частоты колебаний в Ш — герц (1 Гц).
1 Гц — это частота таких колебаний, при которых за 1 с совершается одно полное колебание.
Период колебаний пружинного маятника может быть вычислен по следующей формуле:
,где 
— масса груза, 
— жёсткость пружины.
Период колебаний математического маятника:
где 
— длина подвеса (к примеру нити), 
— ускорение свободного падения.
Период колебаний (на Земле) математического маятника длиной 1 метр с хорошей точностью[5] равен 2 секундам.
ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ
Колебания маятника возможны благодаря начальному запасу механической энергии, которая придается ему при выведении из положения равновесия.
При колебаниях маятника:
- в положении равновесия скорость и, следовательно, кинетическая энергия тела максимальны.
- потенциальная энергия маятника максимальна, когда кинетическая энергия (скорость) равна нулю.
При движении маятника из положения равновесия в положение с максимальным смещением кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию.
При перемещении из положения с максимальным смещением в положение равновесия потенциальная энергия переходит в кинетическую.
Если колебания свободные, т.е. трение отсутствует, то выполняется закон сохранения механической энергии: сумма кинетической и потенциальной энергий остается неизменной.
ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Вынужденными колебаниями называются незатухающие колебания системы, которые вызываются действием внешней периодической силы.
Сила, вызывающая вынужденные колебания, называется вынуждающей или возмущающей силой.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 66 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |