ПРОЕКТНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ. КТ-426
ЭЛЕКТРИ ЧЕСКИЙ ЗАРЯ Д — ЭТО ФИЗИЧЕСКАЯ СКАЛЯРНАЯ ВЕЛИЧИНА, ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ТЕЛ БЫТЬ ИСТОЧНИКОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ПРИНИМАТЬ УЧАСТИЕ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ. ВПЕРВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД БЫЛ ВВЕДЁН ВЗАКОНЕ КУЛОНА В 1785 ГОДУ.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. М. ФАРАДЕЙ И Д. МАКСВЕЛЛ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ОСОБЫЙ ВИД МАТЕРИИ, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ОТ ВЕЩЕСТВА И СУЩЕСТВУЮЩИЙ ВОКРУГ ЛЮБЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ТЕЛ. НИ УВИДЕТЬ ЕГО, НИ ПОТРОГАТЬ НЕВОЗМОЖНО.
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК. Напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать практически без потерь энергии. Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явлений электромагнитной индукции. . Периодом переменного тока называется отрезок времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание (эту единицу обозначают буквой Т). Число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц). В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц.
СИЛА ЛОРЕНЦА
ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЕСЯ ЗАРЯЖЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ. Действие магнитного поля на проводник с током означает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды. Движение заряженных частиц в магнитном поле. В однородном магнитном поле на заряженную частицу, движущуюся со скоростью перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила , постоянная по модулю и направленная перпендикулярно вектору скорости
ПОНЯТИЯ Циклотрон. В этом ускорителе заряженные частицы — протоны, ядра атомов гелия — разгоняются переменным электрическим полем постоянной частоты в вакууме в зазоре между двумя металлическими электродами — дуантами. Дуанты находятся между полюсами постоянного электромагнита МГДгенератор. Действие магнитного поля на движущиеся электрические заряды плазмы используется для получения электроэнергии. Установка для магнитогидродинамическ ого преобразования называется МГДгенератором.
МАГНИ ТНОЕ ПОЛЕ Электромагнитные явления Магни тное по ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитны м моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электро магнитного поля
В основе всех физических явлений лежит взаимодействие между телами или частицами, участвующими в этих явлениях. Согласно представления современной физики всякое взаимодействие передается через некоторое поле.
Электрические заряды взаимодействуют через электрическое поле, которое они создают, магниты и электрические токи через магнитное поле. Механическое взаимодействие осуществляется через электромагнитные поля, создаваемые электронами вещества.
Электрический заряд — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагни тных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.
Электрическое поле представляет собой особый вид материи, отличающийся от вещества и существующий вокруг любых заряженных тел. Ни увидеть его, ни потрогать невозможно. О существовании электрического поля можно судить лишь по его действиям.
Простые опыты позволяют установить основные свойства электрического поля: 1. Электрическое поле заряженного тела действует с некоторой силой на всякое другое заряженное тело, оказавшееся в этом поле. 2. Вблизи заряженных тел создаваемое ими поле сильнее, а вдали слабее.
Электрический ток — упорядоченное по направлению движение электрических зарядов. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов. Для возникновения и поддержания тока в какойлибо среде необходимо выполнение двух условий: -наличие в среде свободных электрических зарядов -создание в среде
Для существования электрического тока в замкнутой цепи необходимо включение в нее источника тока. Силой тока называется физическая велиина , равная отношению количества заряда , прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени. По закону Ома сила тока для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжен ию к участку цепи и обратно пропорциональна сопрот ивлению проводника этого участка цепи
Электрическое напряжение между точками и электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из одной точки в другую точку, к величине пробного заряда.
Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему R — сопротивление; U — разность электрических потенциалов на концах проводника; I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов
Электрический ток, протекая по проводникам, нагревает их. При этом затрачивается определенное количество электрической энергии. Поскольку назначением проводов является лишь создание замкнутой электрической цепи, то при передаче электроэнергии тепловое действие тока является бесполезной потерей энергии. Но, с другой стороны, тепловыми действиями тока широко пользуются в электротехнике для получения тепла как в промышленности (электрические печи, электросварочные аппараты) так и в быту (нагревательные приборы).
Закон Джоуля-Ленца Оба ученых исследовали явление нагревания проводников электрическим током, они установили опытным путём следующую закономерность: количество теплоты, которое выделяется в проводнике с током, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени прохождения тока.
Магни тное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля. Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).
Действие магнитного поля на проводник с током означает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды. Найдем силу, действующую на электрический заряд q при его движении в однородном магнитном поле с индукцией
• ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ. Отличительной чертой электродвигателей является свойство обратимости: любой электрический генератор способен выполнять задачи двигателя и наоборот Электродвигатели получили широкое распространение благодаря целому ряду своих достоинств, таких как: высокие энергетические показатели, удобство подачи и отдачи энергии, возможность выполнения электродвигателей самых разных мощностей, скоростей вращения и, в довершение всему, удобство обслуживания и легкость в обращении.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. Ø Ø Ø Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.
ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР. Электрогенератор представляет собой конструкцию, в которой механическая энергия от двигателя внутреннего сгорания преобразуется с помощью генератора тока в электрическую энергию. В настоящее время наибольшее распространение получили бензиновые электрогенераторы и дизельные электрогенераторы, в силу их универсальности в решении различных задач обеспечения бесперебойного электропитания.
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК. на рисунке изображена примитивная установка для выработки переменного тока Как мы уже знаем, электрический ток бывает постоянным и переменным. Но широко применяется только переменный ток. Это обусловлено тем, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать практически без потерь энергии. Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явлений электромагнитной индукции. Генератор переменного тока начала 20 -го века сделанный в Будапеште, Венгрия, в зале производства электроэнергии гидроэл ектростанци
ПОЛУЧЕНИЕ И ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. При разработке угольных сланцевых россыпных, рудных и нерудных месторождений основным видом энергии является электрическая энергия, которую предприятия получают от энергосистем страны, а в отдаленных районах – от местных электростанций. 1. 2. Электроснабжением называют обеспечение потребителей электрической энергией. К внешнему электроснабжению относят воздушные и кабельные линии электропередачи (ЛЭП) от выводов районных подстанций или ответвлений от энергосистем до вводов на шины главных понизительных подстанций (ГПП) предприятий. К внутреннему электроснабжению относят поверхностные и подземные подстанции (стационарные и передвижные), распределительные пункты высшего и низшего напряжений, воздушные и кабельные ЛЭП и электроприемники горных предприятий.
Электромагнитная волна v Представьте себе, что электрический заряд не просто сместился из одной точки в другую, а приведен в быстрые колебания вдоль некоторой прямой, так что он движется подобно грузу, подвешенному на пружине, но только много быстрее. Тогда электрическое поле в непосредственной близости от заряда начнет периодически изменяться. Период этих изменений, очевидно, равен периоду колебаний заряда. Переменное электрическое поле будет порождать периодически меняющееся магнитное поле, а последнее, в свою очередь, вызовет появление переменного электрического поля уже на большем расстоянии от заряда и т. д. В окружающем заряд пространстве, захватывая все большие и большие области, возникает система периодически изменяющихся электрических и магнитных полей.
РАДИОСВЯЗЬ И ТЕЛЕВИДЕНЬЕ. Радиосвязь и телевиденье. Телеви дение (греч τήλε — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние. В обиходе используется также для обозначения организаций, занимающихся производством и распространением телевизионных программ. Ра дио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используютс я радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.
СВЕТ КАК ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА. Из теории электромагнитного поля, разработанной Дж. Максвеллом, следовало: электромагнитные волны распространяются со скоростью света — 300 000 км/с, что эти волны поперечны, так же как и световые волны. Максвелл предположил, что свет — это электромагнитная волна. В дальнейшем это предсказание нашло экспериментальное подтверждение. Как и электромагнитные волны, распространение света подчиняется тем же законам: Закон прямолинейного распространения света. В прозрачной однородной среде свет распространяется по прямым линиям. Этот закон позволяет объяснить, как возникают солнечные и лунные затмения. При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается в первую среду, а часть проходит во вторую среду, если она прозрачна, изменяя при этом направление своего распространения, т. е. преломляется
ЗАКО Н КУЛО НА Зако н Куло на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами. Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона: Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними
ЗАКОН АМПЕРА Сила Ампера это та сила, с которой магнитное поле действует на проводник, с током помещённый в это поле. Величину этой силы можно определить с помощью закона Ампера. В этом законе определяется бесконечно малая сила для бесконечно малого участка проводника. Что дает возможность применять этот закон для проводников различной формы. Формула — Закон Ампера B- индукция магнитного поля, в котором находится проводник с током I- сила тока в проводнике dl- бесконечно малый элемент длинны проводника с током альфа угол между индукцией внешнего магнитного поля и направлением тока в п роводнике
ПРОВОДНИК ДИЭЛЕКТРИК ИЛИ ИЗОЛЯТОР. Проводник - это тело, внутри которого содержится достаточное количество свободных электрических зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля. В проводниках возможно возникновение электрического тока под действием приложенного электрического поля. Все металлы, растворы солей и кислот, влажная почва, тела людей и животных хорошие проводники электрических зарядов. Диэлектрик или изолятор тело не содержащее внутри свободные электрические заряды. В изоляторах электрический ток невозможен. К диэлектрикам можно отнести - стекло, пластик, резину, картон, воздух. тела изготовленные из диэлектриков называют изоляторами. Абсолютно непроводящая жидкость – дистиллированная, т. е. очищенная, вода. (любая другая вода (водопроводная или морская) содержит какоето количество примесей и является проводником)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ЛОРЕНЦА. Сила тока I в проводнике связана с концентрацией n свободных заряженных частиц, скоростью их упорядоченного движения и площадью S поперечного сечения проводника следующим выражением: , (52. 1) где q — заряд отдельной частицы. Подставляя уравнение (52. 1) в уравнение (51. 4), получим . Так как произведение n. Sl равно числу свободных заряженных частиц в проводнике длиной l N = n. Sl, то сила, действующая со стороны магнитного поля на одну заряженную частицу, движущуюся со скоростью под углом к вектору индукции, равна. (52. 2) Эту силу называют силой Лоренца. Направление вектора силы Лоренца определяется правилом левой руки, в нем за направление тока нужно брать направление вектора скорости положительного заряда. Для случая движения отрицательно заряженных частиц четыре пальца следует располагать противоположно направлению вектора скорости.
ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ДЛИНЫ, ПЛОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ И МАТЕРИАЛА. На основании опытов было установлено, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально его поперечному сечению Где р — коэффициент пропорциональности, или Удельное сопротивление проводника, I — длина проводника, S — поперечное сечение проводника. Удельным сопротивлением Является сопротивление проводника из данного вещества единичной длины и единичного поперечного сечения. Удельное сопротивление проводника зависит от материала проводника. В СИ единица измерения удельного сопротивления
МЕХАНИЗМ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ В ПРОВОДНИКЕ И ДИЭЛЕКТРИКЕ ПРИ ВНЕСЕНИИ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ Вещество, внесенное в электрическое поле, может существенно изменить его. Это связано с тем, что вещество состоит из заряженных частиц. В отсутствие внешнего поля частицы распределяются внутри вещества так, что создаваемое ими электрическое поле в среднем по объемам, включающим большое число атомов или молекул, равно нулю. При наличии внешнего поля происходит перераспределение заряженных частиц, и в веществе возникает собственное электрическое поле. Полное электрическое поле складывается в соответствии с принципом суперпозиции из внешнего поля и внутреннего поля создаваемого заряженными частицами вещества.
Скачать презентацию ПРОЕКТНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ КТ-426 ЭЛЕКТРИ ЧЕСКИЙ
физика.презентация.pptx