
- •І Физические основы электротехники Предисловие
- •Тема 1. Изучение физических явлений
- •Физическое явление
- •1.1.1 Описание физического явления
- •1.1.2 Физические величины, описывающие явление
- •1.1.3 Физический закон
- •1.1.4 Математическая запись закона
- •1.1.5 Применение физического явления и закона в технике
- •Пример расчета нагревания воды.
- •Описание физического явления,
- •1.2 Характеристика физической величины
- •1.3 Контролирующе-обучающая программа изучения явления механического движения физического тела. Описание явления механического движения
- •Физические величины и понятия, описывающие явление механического движения Система координат
- •Система отсчета
- •Траектория
- •Материальная точка
- •Перемещение
- •Скорость
- •Решение
- •1.4 Комплексное квалификационное задание по теме «Изучение физических явлений» Условие
- •Задание
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 2 Явление электризации тел
- •2.1 Описание физического явления электризации тел.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •Тема 3 Явление взаимодействия заряженных тел
- •3.1 Описание физического явления взаимодействия заряженных тел.
- •3.4 Математическая запись закона взаимодействия заряженных тел:
- •3.5 Применение явления взаимодействия заряженных тел
- •3.6 Комплексное квалификационное задание по теме «Явление взаимодействия заряженных тел» Условие
- •Задание
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •4 Явление электрического тока.
- •4.1 Описание явления электрического тока. Дискретность электрического заряда. Электрон
- •Пример 4.1 Тело заряжено отрицательно и заряд его составляет 6,410–10 Кл. Сколько электронов приобрело тело?
- •Строение атомов
- •Заряжение тел и строение атомов
- •Что такое электрический ток?
- •Источники электрического тока
- •Электрическая цепь
- •Действия электрического тока
- •Электрический ток в металлах. Направление тока.
- •4.2 Физические величины, описывающие явление электрического тока. Сила электрического тока.
- •Пример 4.2 Через поперечное сечение проводника за 5 минут проходит заряд величиной 600 Кл. Определить силу электрического тока.
- •Электрическое напряжение
- •Электрическое сопротивление.
- •Пример 4.6 Медный проводник имеет длину 1000 м, площадь поперечного сечения проводника равна 3,42 мм2. Определить сопротивление проводника.
- •4.3 Закон электрического тока
- •4.4 Математическая запись закона электрического тока.
- •4.5 Применение явления электрического тока в электротехнике Реостаты
- •Последовательное соединение проводников
- •Параллельное соединение проводников
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 5 Явление теплового действия электрического тока
- •5.1 Описание явления теплового действия электрического тока
- •5.2 Физические величины, описывающие явление теплового действия электрического тока
- •Работа электрического тока
- •Мощность электрического тока
- •Количество теплоты
- •Сила электрического тока
- •Сопротивление.
- •5.3 Закон теплового действия электрического тока
- •5.4 Математическая запись закона теплового действия электрического тока
- •5.5 Применение явления теплового действия электрического тока в электротехнике
- •Задание логически-понятийного характера 1
- •Задание логически-понятийного характера 2
- •Комплексная задача
- •Алгоритм решения задачи
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Т ема 6 Явление электромагнетизма
- •6.1 Описание явления электромагнетизма
- •6.2 Физические величины, описывающие явление электромагнетизма
- •Сила электрического тока
- •Вращающий момент рамки с током
- •Площадь рамки с током
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток однородного магнитного поля
- •Индуктивность катушки
- •6.3 Закон электромагнетизма
- •Математическая запись закона электромагнетизма
- •Применение явления электромагнетизма в технике
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 7 Явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.1 Описание явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Линейная скорость движения проводника
- •7.3 Закон электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.4 Математическая запись закона электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.5 Применение явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 8 Явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •8.1 Описание явления электромагнитной индукции в проводящем контуре.
- •8.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток
- •8.3 Закон электромагнитной индукции.
- •8.4 Математическая запись закона.
- •8. 5 Применение явления электромагнитной индукции в технике.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 9 Явление электромагнитной силы
- •9.1 Описание явления электромагнитной силы
- •9.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной силы
- •Сила электрического тока
- •Магнитная индукция
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
Алгоритм решения задачи
Записать выражение для расчета количества тепловой энергии, которая выделится в проводе за заданное время.
Подставить единицы физических величин и получить искомую единицу количества теплоты в джоулях.
Определить из записанного выражения неизвестные физические величины.
Записать выражение для расчета сопротивления проводника.
Подставить единицы физических величин и получить искомую единицу сопротивления в омах.
Рассчитать величину сопротивления.
Записать выражение для расчета напряжения на зажимах проводника.
Подставить единицы физических величин и получить искомую единицу напряжения в вольтах.
Рассчитать напряжение на зажимах проводника.
Записать выражение для расчета силы электрического тока в проводнике.
Подставить единицы физических величин и получить искомую единицу силы электрического тока в амперах.
Рассчитать силу электрического тока.
Рассчитать количество тепловой энергии, которая выделится в проводнике за 1000 секунд.
Варианты.
№ варианта |
|
|
|
|
|
1 |
0,0171 |
200 |
3,42 |
100 |
20000 |
2 |
0,0171 |
200 |
3,42 |
50 |
20000 |
3 |
0,0171 |
200 |
3,42 |
200 |
20000 |
4 |
0,0171 |
200 |
3,42 |
125 |
20000 |
5 |
0,0171 |
200 |
3,42 |
75 |
20000 |
6 |
0,0171 |
100 |
3,42 |
100 |
20000 |
7 |
0,0171 |
100 |
3,42 |
50 |
20000 |
8 |
0,0171 |
100 |
3,42 |
200 |
20000 |
9 |
0,0171 |
100 |
3,42 |
125 |
20000 |
10 |
0,0171 |
100 |
3,42 |
75 |
20000 |
11 |
0,0171 |
50 |
3,42 |
100 |
20000 |
12 |
0,0171 |
50 |
3,42 |
50 |
20000 |
13 |
0,0171 |
50 |
3,42 |
200 |
20000 |
Творческое конструкторско-экспериментальное задание
Спроектировать и изготовить устройство для демонстрации явления теплового действия электрического тока. Предлагается в качестве варианта выполнения задания использовать диэлектрическую пластину (например, из плексигласа), гальванический элемент, выключатель, лампочку накаливания, медные проводники.
Объяснить и продемонстрировать явление теплового действия электрического тока на примере лампочки накаливания.
Т ема 6 Явление электромагнетизма
6.1 Описание явления электромагнетизма
Датский ученый Г. Х. Эрстед заметил, что магнитная стрелка изменяет свою ориентацию возле проводника с током. Очевидным было, что причиной этого явления есть направленное движение заряженных частиц в проводнике (электронов), то есть электрический ток.
Если взять два длинных параллельных проводника и присоединить их к источнику тока, то мы увидим, что проводники, в которых ток течет в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга, а проводники, в которых ток течет в одном направлении, притягиваются друг к другу (рис. 6.1)
Таким образом, в указанных случаях контакт между проводниками происходит посредством магнитного поля, создаваемого каждым проводником с током.
Магнитное поле, создаваемое током в первом проводнике, взаимодействует с током во втором проводнике и наоборот.
Явление возникновения магнитного поля при движении заряженных электрических частиц называется явлением электромагнетизма.