
- •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
Сила электрического тока
Введена для характеристики движения свободных электрически заряженных частиц, создающего магнитное поле
Определение: сила электрического тока – это физическая величина, численно равная отношению количества зарядов, протекающего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени его протекания.
Определяющая формула:
,
где
– количество заряда, Кл;
– время, с.
Единица – ампер (А).
Величина – скалярная.
Определяется расчетом или измерением с помощью амперметров.
Вращающий момент рамки с током
Введен для силовой характеристики магнитного поля.
Определение: вращающий момент – это физическая величина, численно равная произведению механической силы, действующей на рамку с током на радиус рамки.
Определяющая формула:
,
где
– сила, Н;
– радиус, м.
Единица – ньютон, умноженный на метр (Н.м).
Величина – векторная.
Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.
Площадь рамки с током
Введена для пространственной характеристики положения рамки с током.
Определение: площадь рамки – это произведение основания на высоту рамки.
Определяющая формула:
,
где
– основание рамки, м;
– высота рамки,
м.
Единица – метр в квадрате (м2).
Величина – скалярная.
Определяется расчетом.
Магнитная индукция
Введена для силовой характеристики магнитного поля.
Определение: магнитная индукция – это физическая величина, численно равная отношению вращающего момента рамки с током к произведению силы тока в рамке на площадь рамки.
Определяющая формула:
,
где
– вращающий момент рамки с током, Н.м;
– сила тока в рамке, А;
– площадь рамки, м2.
Единица – тесла (Тл).
Величина – векторная.
Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.
Магнитный поток однородного магнитного поля
Введен для количественной характеристики магнитного поля.
Определение: магнитный поток – это физическая величина, численно равная произведению магнитной индукции на площадь, через которую замыкается магнитный поток.
Определяющая формула:
,
где
– магнитная индукция, Тл;
– площадь рамки, м2.
Единица – вебер (Вб).
Величина – векторная.
Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.
Индуктивность катушки
Введена для пропорциональности силы электрического тока магнитному потоку.
Определение: индуктивность – это коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и силой электрического тока.
Расчетная формула:
,
где
– число витков катушки с током;
– площадь, ограниченная витками катушки, м2;
– длина средней магнитной силовой линии, м;
– относительная
магнитная проницаемость;
–
магнитная постоянная,
.
Магнитная постоянная
.
Единица – генри (Гн).
Величина – скалярная.
Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.
6.3 Закон электромагнетизма
Произведение числа витков катушки с током на магнитный поток прямопропорционально индуктивности катушки и силе электрического тока.