
- •II Семестр
- •Закон кулона.
- •1. Электризация тел. Понятие о величине заряда.
- •2. Силы взаимодействия между зарядами.
- •3. Диэлектрическая проницаемость среды.
- •4. Международная система единиц в электричестве.
- •Тема 1.2 электрическое поле
- •Тема 1.3 Электроемкость. Конденсаторы
- •Тема 2. Законы постоянного тока.
- •Тема 3 термоэлектрические явления.
- •Тема 4. Электрический ток в газах.
- •Тема 5. Электрический ток в полупроводниках.
- •Тема 6. Электромагнетизм. Магнитное поле тока.
- •Тема 7. Явление электромагнитной индукции
- •Тема 8. Переменный ток
- •Тема 9. Электромагнитные колебания и волны
- •Тема 9.1Электромагнитные волны. Принципы радиосвязи
- •Тема10. Геометрическая оптика тема 10.1 Отражение света
- •Тема 10.2 Законы преломления
- •Тема 10.3 Линзы
- •Тема 11. Явления, объясняемые волновыми свойствами света Тема 11.1 Явление интерференции
- •Тема 11.2 Явление дифракции
- •Тема 11.3 Явление дисперсии
- •Раздел 2. Физика атома и атомного ядра Тема 2.1 Квантовые свойства света
- •Тема 2.2 Ядерная физика
Тема 8. Переменный ток
1) Получение переменного тока и его параметры.
2) Генераторы переменного и постоянного тока.
3) Трансформаторы.
4) Индукционная катушка.
1) Получение переменного тока и его параметры.
При вращении рамки в однородном магнитном поле с постоянной угловой скоростью w получается синосиодальный переменный ток.
В=const
В отрезках провода АВ и СД возникает ЭДС индукции E1 и E2 направления которых определяется по правилу Правой руки.
Угол поворота рамки выразим формулой.
α=w t.
T – время одного полного оборота рамки, это и есть период изменения переменного тока.
- чистота переменного
тока.
L=Emax sin wt формула расчета мгновенного значения ЭДС в рамке.
Параметры переменного тока.
1) Мгновенное значение ЭДС (l) напряжения (U) силы тока (I) определяются по формулам:
U=Umах sin w t
i=I max sin w t
2) Максимальное значение (или амплитудные) ЭДС (εmах), напряжение (Umах) или тока (Imах)
3) эффективными или действующими значениями переменного тока являются:
Все вольтметры предназначенные для переменного тока показывают эффективные значения ЭДС и напряжения.
2. Генераторы переменного и постоянного тока.
Электрические машины в которых механическая энергия превращается в электрическую с помощью явления электромагнитной индукции называется инд. генераторами.
Основные элементы генератора:
1) индуктор создающий магнитное поле.
2) якорь, проводник в котором наводится ЭДС.
3) металлические кольца.
4) Щетки, соединяющие неподвижные проводники с вращающимися проводниками. В данном рисунке ротор – якорь подвижный статор – индуктор неподвижный. Частота вращения ротора совпадает с частотой переменного тока.
Схема устройства генератора постоянного тока отличается от схемы генератора переменного тока только тем, что здесь вместо колец используется коллектор (кольцо, разрезание на секторы, изолированные друг от друга).
Левая щетка всегда соединяется с поднимающейся стороны рамки (витка), а правая с опускающейся стороны. Коллектор создает у потребителя ток, одинаковой по направлению.
3. Трансформаторы.
Трансформатор – прибор для изменения напряжения и силы переменного тока.
Принцип работы трансформатора основан на явлении (электромагнитной индукции, трансформатор состоит из ферромагнитного сердечника и двух обмоток (катушек)).
Первичная подсоединяется к источнику переменного напряжения, а вторичная к потребителю.
Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга.
Принцип работы.
Если ключ вторичной цепи разомкнут, а на первичной обмотке w подадут переменное напряжение, то по этой обмотке пойдет ток, называемый током холостого хода.
Этот ток в сердечнике трансформатора создает переменный магнитный поток, который пронизывая витки первичной обмотки наводит в ней ЭДС самоиндукции, а в витках вторичной обмотки ЭДС индукции, так как вторичная и первичная обмотки находятся в одном и том же измененном магнитном поле, то наводимая ЭДС в каждом витке первичной и вторичной обмоток будет одинаковой, количество витков разное.
lw1
если не учитывать падения
lw2
направления в первичной обмотке
трансформатора, то можно считать
u1,2
Сравним ЭДС и u в первичной и во вторичной обмотках.
kТР
коэффициент трансформации
Вывод: для идеального трансформаторного напряжения в обмотках и количестве витков находится в прямой пропорциональной зависимости.
1) kтр > 1 трансформ.пониж.
2) kтр < 1 трансформ.повыш.
4. Индукционная катушка.
Индукционная катушка является преобразователем постоянного тока низкого напряжения в изменяющий ток высокого напряжения.
При размыкании ключа (к) ток проходит через винт (В). Стальной молоточек (m) первичной катушки (w1) с сердечником так как сердечник при этом намагничивается, то молоточек (м) притягивается к нему и цепь размыкается, затем сердечник размагничивается молоточек выпрямляется и основа замыкает цепь через винт (В) вокруг первичной катушки создается переменное магнитное поле которое наводит ЭДС и во вторичной катушке имеющей большее число витков индукционная катушка позволяет получить напряжение конт. вторичной обмотки до 10 000 В.