- •1. Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. Закон Ома для полной цепи.
- •1. Магнитное поле, условия его существования. Магнитная индукция. Определение направления магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца.
- •1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •1. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока.
- •1. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Частота и период колебаний.
- •1. Переменный электрический ток. Активное сопротивление. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока. Резонанс в электрической цепи.
- •1. Электромагнитные волны. Свойства эмв. Осуществление радио- и телевизионной связи.
- •2. Экспериментальное обнаружение эмв (опыты Герца)
- •1. Излучение. Виды излучений. Спектры излучения. Инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения.
- •1. Квантовая физика. Законы и теория фотоэффекта. Фотоны. Применение фотоэффекта. Химическое действие света.
- •1. Атомная физика. Строение атома. Квантовые постулаты Бора. Трудности теории Бора. Лазеры.
- •1. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Открытие радиоактивности. Радиоактивные превращения. Законы радиоактивного распада.
- •1. Изотопы. Строение атомного ядра (протонно-нейтронная модель). Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер.
- •1. Ядерные реакции. Деление ядер урана. Ядерный реактор. Термоядерные реакции, применение ядерной энергии.
1. Переменный электрический ток. Активное сопротивление. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока. Резонанс в электрической цепи.
Переменный электрический ток - электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю.
Переменный ток – электрический ток, параметры которого изменяются во времени по закону синуса или косинуса. Электрический ток, передаваемый в потребительской электросети, представляет собой синусоидальное колебание частотой 50 Гц: I = Imax·cos(ωt + φс). Здесь Imax – амплитуда силы тока, т.е. максимальное значение силы тока, ω – циклическая частота колебаний, φс- разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.
Электрические цепи переменного тока включают такие основные электрические компоненты как конденсаторы и катушки индуктивности. Их специфические свойства - сопротивление, емкость и индуктивность.
Допустим цепь состоит из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и большим сопротивлением R. Эту величину, которую мы до сих пор называли электрическим сопротивлением или просто сопротивлением, теперь будем звать активным сопротивлением. В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения, а амплитуда силы тока определяется равенством: Imax=Umax/R. Мощность в цепи переменного тока определяется действующими значениями силы тока и напряжения: Р=I2*R=U*I
Конденсатор в цепи переменного тока обладает емкостным сопротивлением Хс=1/ωС. Значение силы тока I=U/ Хс.. Колебания силы тока опережают колебания напряжения на π/2.
Катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току. Это сопротивление называемое индуктивным, равно произведению частоты на индуктивность: ХL=ωL. Амплитуда силы тока в катушке равна Imax=Umax/ ωL, следовательно сила тока в катушке I=U/ ХL Колебания силы тока в цепи с индуктивностью отстают по фазе от колебаний напряжения на π/2.
Резонансом в электрическом колебательном контуре называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура. Амплитуда установившихся колебаний силы тока при резонансе определяется уравнением: Imax=Umax/R. При R→0 резонансное значение силы тока неограниченно возрастает. И наоборот при увеличении сопротивления значение силы тока уменьшается и резонанс перестает существовать.
Явление электрического резонанса используется при осуществлении радиосвязи. Радиоволны передающихся станций возбуждают в антенне радиоприемника переменные токи различных частот, так как каждая передающая радиостанция работает на своей частоте.. с антенной индуктивно связан колебательный контур. Вследствие электромагнитной индукции в контурной катушке возникают переменные ЭДС соответствующих частот и вынужденные колебания силы тока этих частот. Но только при резонансе колебания силы тока в контуре и напряжения будут значительными.
Имея это в виду, говорят, что из колебаний всех частот, возбужденных в антенне, контур выделяет только те колебания, частота которых равна его собственной частоте. Настройка контура на нужную частоту ω0 обычно осуществляется путем изменения емкости конденсатора. В этом состоит настройка радиоприемника на определенную радиостанцию.
В некоторых случаях резонанс в эл. цепи может принести большой вред. Если цепь не рассчитана на работу в условиях резонанса, то его возникновение приведет к аварии. Чрезмерно большие токи могут перегреть провода. Большие напряжения приведут к пробою изоляции.
Билет №15