Общие применения силы Ампера
Зная направление и модуль силы, действующей на любой участок проводника с током, можно вычислить силу, действующую на весь замкнутый проводник. Для этого надо найти сумму сил, действующих на каждый участок проводника с током. Закон Ампера используют для расчёта сил, действующих на проводники с током во многих технических устройствах, в частности в электродвигателях, с которыми ты знакомился в предыдущих классах, электродвигателях всевозможных видав транспорта и промышленности, в электромагнитах большой и малой мощности. Благодаря работе силы Ампера едет трамвай, бежит электричка, поднимается лифт, раздвигаются ворота, электродвери, перемещаются части многих и многих технических устройств, созданных инженерами.
Теперь рассмотрим устройство и работу динамика, или, как его ещё называют, - громкоговорителя. Громкоговоритель служит для возбуждения звуковых волн в воздушной среде под действием переменного электрического тока, меняющегося со звуковой частотой. В электродинамическом громкоговорителе (динамике) используется действие магнитного поля постоянного магнита на переменный ток в катушке, способной свободно перемещаться в определённой инженером области пространства.
На рисунке показана схема устройства громкоговорителя. Звуковая катушка ЗК расположена в зазоре кольцевого магнита М. С катушкой жёстко связана бумажная диафрагма Д конической формы. Диафрагма укреплена на упругих подвесках, позволяющих ей совершать вынужденные колебания вместе с подвижной катушкой. По катушке пропускают переменный электрический ток с частотой, равной звуковой частоте от микрофона с усилителем или с выхода радиоприёмника, проигрывателя или магнитофона. Под действием силы Ампера катушка колеблется вдоль оси громкоговорителя ОО1 синхронно с колебаниями тока. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность её излучает звуковые волны.
Общие характеристики и практическая сторона использования громкоговорителей.
Высококачественные громкоговорители воспроизводят звуковые колебания в диапазоне 20 - 20000 Гц. Но такие устройства довольно сложны. Чаще применяют системы из нескольких громкоговорителей с разделёнными диапазонами воспроизведения звука. Это улучшает слышимое качество звука и перераспределяет электрическую и механическую нагрузку между динамиками, увеличивая общую громкость воспроизведения. Для домашних условий вполне достаточной может быть мощность около 1 - 5 электрических ватт. Для вечеринки - около 20 - 100 ватт. Небольшой актовый зал или дискотека - 300 - 500 ватт. И далее по возрастающей. Общим недостатком всех громкоговорителей является малый КПД - 1-3 %. Но и этих процентов на практике хватает для слушания музыки, речи и других звуков окружающего нас мира.
Шкала электромагнитных волн
Электромагнитные волны классифицируются
по длине волны
или
связанной с ней частотой волны
.
Отметим также, что эти параметры
характеризуют не только волновые, но и
квантовые свойства электромагнитного
поля. Соответственно в первом случае
электромагнитная волна описывается
классическими законами, изучаемыми в
этом курсе.
Рассмотрим понятие спектра электромагнитных волн. Спектром электромагнитных волн называется полоса частот электромагнитных волн, существующих в природе.
Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют:
1) Низкочастотные волны;
2) Радиоволны;
3) Инфракрасное излучение;
4) Световое излучение;
5) Рентгеновское излучение;
6) Гамма излучение.
Различные участки электромагнитного спектра отличаются по способу излучения и приёма волн, принадлежащих тому или иному участку спектра. По этой причине, между различными участками электромагнитного спектра нет резких границ, но каждый диапазон обусловлен своими особенностями и превалированием своих законов, определяемых соотношениями линейных масштабов.
Радиоволны изучает классическая электродинамика. Инфракрасное световое и ультрафиолетовое излучение изучает как классическая оптика, так и квантовая физика. Рентгеновское и гамма излучение изучается в квантовой и ядерной физике.
Рассмотрим спектр электромагнитных волн более подробно.