Билет №8

1) Электромеханическое действие магнитного поля заключается в том, что на проводник с током или на ферромагнитное вещество в магнитном поле действует механическая сила. Величина и направление этой силы зависят от интенсивности и направления магнитного поля, которые для любой точки поля характеризуются в е к то р о м магнитной индукции В. При графическом изображении магнитного поля пользуются линиями магнитной индукции, которые называются магнитными силовыми линиями. Направление силы, действующей на северный полюс магнитной стрелки, принимается за направление магнитных силовых линий. Касательная в каждой точке такой линии совпадает с направлением вектора магнитной индукции. В трансформаторах, электрических машинах, электрических приборах и других электромеханических устройствах используется индукционное или электромеханическое действие магнитного поля, приводящее к появлению ЭДС индукции или электромагнитных сил. Часть электротехнического устройства, служащая для создания в его рабочем объеме магнитного поля заданной интенсивности и конфигурации, называется магнитной цепью.

FЛ = q υ B sin α сила действующая на 1 заряженную частицу. Эту силу называют силой Лоренца. Угол α в этом выражении равен углу между скоростью V и вектором магнитной индукции В Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика. Взаимное расположение векторов , В  и Fл для положительно заряженной частицы.

Сила действия однородного маг­нитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником:

F=B^.I^.ℓ^. sin α — закон Ампера. Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.

2) Газовый ла́зер — лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в газообразном состоянии (в отличие от твёрдых тел в твердотельных лазерах и жидкостей в лазерах на красителях). Газовый лазер с электрической накачкой состоит из герметичной трубки с газообразным рабочим телом и элементами оптического резонатора. Накачка энергии в активную среду лазера производится с помощью электрических разрядов в газе, получаемых чаще всего помощью электродов в полости трубки. Электроны, соударяясь с атомами газа, переводят их в возбужденное состояние с последующим излучением фотона. Благодаря актам вынужденного испускания световые волны, созданные в трубке, усиливаются при прохождении через газовую плазму. Оптический резонатор (два точно выставленных зеркала на торцах трубки) задают преимущественное направление излучения. Часть потока фотонов отбирается из лазера через одно из зеркал, сделанное полупрозрачным. Другая часть отражается обратно внутрь лазера для поддержания вынужденного излучения.

Принцип действия любого генератора инфракрасного излучения (ИК-генератора) основан на испускании электромагнитных волн нагретыми до высоких температур поверхностями, которые могут быть использованы совместно с отражателями различной формы, распределяющими излучаемую энергию в заданном направлении и позволяющими добиться равномерного распределения лучистого потока по облучаемой поверхности. Различают высокотемпературные инфракрасные обогреватели, нагреваемые до 1500 "С (максимальная длина волны излучения Хтах составляет 0,78... 1,8 мкм), среднетемпературные, нагреваемые в пределах 450... 1500 °С , и низкотемпературные, нагреваемые до 450 °С (Хтах > 4 мкм).  В качестве ИК-генераторов используют открытые, закрытые и герметичные электрические нагревательные элементы, непосредственно облучающие поверхность обрабатываемой среды или продукта либо нагревающие поверхность, которая играет роль вторичного инфракрасный обогревателя (дающего более равномерное и менее интенсивное распределение лучистой энергии по облучаемой поверхности).  В открытых конструкциях кварцевых инфракрасных обогревателей в качестве рабочего элемента используют нихромовую спираль. Помещают спираль в кварцевую трубку, которая служит опорным элементом, предохраняет спираль от провисания, уменьшает охлаждение спирали конвективными потоками среды и защищает персонал от поражения электрическим током. Рабочая температура спирали составляет от 1000 до 1200 °С. Основная доля излучения (90 %) в этом случае генерируется в пределах длины волны 1,5... б мкм, а инерционность не превышает 2...3 мин. Контактные стержни обычно фиксируют в керамических изоляторах (заглушках), надеваемых на концы кварцевой трубки и закрепляемых в конструкции различными хомутами или зажимами. Высокие температуры спирали и прямой контакт с воздухом вызывают быстрое ее окисление и предопределяют малый срок службы (до 3 тыс. ч). Ресурс работы можно увеличить, герметизировав трубку с предварительным вакуумированием или заполнением инертным газом.  В некоторых производствах применяют зеркальные лампы, представляющие собой конструкцию, аналогичную обычной осветительной лампе накаливания и отличающуюся от нее размерами колбы (диаметр 127; 180 мм и длина 185; 267 мм), наличием внутреннего зеркального покрытия на параболоидной части. Стекло колбы может быть прозрачным (ИКЗ) или красным (КЗК), вольфрамовая спираль имеет температуру 1900... 2500 К. Основная часть излучения (90 %) приходится на диапазон длин волн 0,8... 3,5 мкм. Инерционность 0,6 с, Хтах = 1,05 мкм.  В тепловых аппаратах ИК-генераторы используют, как правило, вместе с отражателем. Совокупность генератора и отражателя носит название облучающего устройства, эффективность работы которого оценивается отношением количества лучистой энергии, упавшей на облучаемую поверхность, к лучистой энергии, излученной генератором. Большое значение имеет и распределение лучистой энергии по облучаемой поверхности. Форма отражателя, свойства материала, из которого он изготовлен (коэффициент отражения), и способ установки облучающего устройства в рабочей камере определяют эффективность всего процесса тепловой обработки. 

Светодио́д или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов. Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.