
- •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
Математическая запись закона электромагнетизма
,
где – число витков катушки с током;
– магнитный поток,
Вб;
– индуктивность катушки, Гн;
– сила электрического тока в катушке, А.
Применение явления электромагнетизма в технике
Явление электромагнетизма используется при создании электро-магнитов. Так как при выключении электрического тока магнитное поле исчезает, то это используется в электромагнитах подъемных кранов. На рисунке 6.9 показан электромагнит подъемного крана.
Рис 6.9
Таблица 6.1
Номер вопроса, задания |
Вопрос, задание |
Номер правильного ответа |
1 |
Что представляет собой электрический ток? |
|
2 |
Что является причиной магнитного поля вокруг проводника? |
|
3 |
Что понимается под силовыми линиями магнитного поля? |
|
4 |
Что принимается за направление силовых линий? |
|
5 |
Сформулируйте правило буравчика. |
|
6 |
Приведите пример использования явления электромагнетизма. |
|
Таблица 6.1а
Номер ответа |
ОТВЕТЫ |
|
1 |
Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок |
|
2 |
Если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его рукоятки укажет направление силовых линий магнитного поля. |
|
3 |
Упорядоченное направленное движение заряжённых частиц под действием сил электрического поля. |
|
4 |
Электрический ток. |
|
5 |
При создании электромагнитов. |
|
6 |
Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точки поля |
|
Творческое конструкторско-экспериментальное задание
Спроектировать и изготовить устройство для демонстрации явления электромагнетизма. Предлагается в качестве варианта выполнения задания использовать диэлектрическую пластину (например, из плексигласа), гальванический элемент, выключатель, катушку, компас, медные проводники.
Объяснить и продемонстрировать явление электромагнетизма на примере катушки и компаса.
Тема 7 Явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
7.1 Описание явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике
Если поместить
проводник в магнитное поле с магнитной
индукцией
то при движении этого проводника
перпендикулярно силовым линиям магнитного
поля, то есть перпендикулярно вектору
магнитной индукции, на концах проводника
возникнет разность потенциалов. Эта
разность потенциалов обусловлена
действием на электроны, которые находятся
в свободном состоянии, силы Лоренца,
которые под ее действием смещаются
вдоль проводника, и на одном конце
проводника создается избыток электронов,
а на другом – недостаток (рис. 7.1). В
результате на концах движущегося в
магнитном поле проводника появляется
разность потенциалов, то есть возникает
электродвижущая сила индукции.
Направление электродвижущей силы индукции определяется по правилу правой руки (рис. 7.2), которое заключается в следующем: если правую руку расположить в магнитном поле так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а большой палец соответствовал направлению движения проводника, то выпрямленные пальцы руки покажут направление электродвижущей силы.