- •Предисловие
- •Введение
- •1. Механика
- •1.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Механика»
- •1. Закон сохранения массы
- •2. Закон сохранения импульса
- •3. Закон сохранения энергии
- •1.2. Задачи качественного характера
- •В прыжке
- •2. Молекулярная физика и Термодинамика
- •2.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Молекулярная физика и термодинамика»
- •2.2. Задачи качественного характера
- •3. Свойства жидкостей, газов и твердых тел
- •3.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Свойства жидкостей, газов и твердых тел»
- •Поверхностное натяжение
- •Тепловое расширение твердых тел
- •3.2. Задачи качественного характера
- •4. Электростатика
- •4.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Электростатика»
- •Закон сохранения электрических зарядов
- •Принцип суперпозиции полей
- •Воздействие на человека электростатических полей
- •4.2. Задачи качественного характера
- •Пример из истории
- •Пример современных технологий Емкостные сенсорные экраны
- •5. Постоянный и переменный электрический ток
- •5.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Постоянный и переменный электрический ток»
- •Электрический ток в металлах
- •Электрический ток в жидкостях
- •Переменный электрический ток
- •Воздействие на человека электрического постоянного и переменного тока
- •Род и частота тока
- •Сопротивление цепи человека электрическому току
- •Продолжительность действия тока
- •Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки
- •Воздействие постоянного тока на организм человека
- •Воздействие переменного тока на организм человека
- •5.2. Задачи качественного характера
- •Пример современных технологий Катодная защита нефтепровода от коррозии.
- •6. Магнитостатика
- •6.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Магнитостатика»
- •Вещества в магнитном поле
- •6.2. Задачи качественного характера
- •7. Колебания и волны
- •7.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Колебания и волны. Звук»
- •Механические волны
- •Ультразвук
- •Инфразвук
- •Вредное воздействие шума на человека
- •7.2.Задачи качественного характера
- •8. Электромагнитные колебания и волны
- •8.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Электромагнитные колебания и волны»
- •Радиоволны
- •Световые волны
- •Вредное воздействие ионизирующих излучений на человека
- •8.2.Задачи качественного характера
- •9. Оптика
- •9.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Оптика»
- •Фотометрические величины
- •Длины волн частотных диапазонов
- •9.2. Геометрическая и волновая оптика
- •Погрешности оптических систем
- •Практикум
- •Варианты к заданию 1 («Акробат»)
- •Варианты к заданию 2 («Потеря равновесия при ремонте крыши»)
- •Варианты к заданию 3
- •Варианты к заданию 4
- •Варианты к заданию 5
- •Справочный материал Коэффициенты трения скольжения для различных материалов
- •Плотности веществ
- •Коэффициент линейного теплового расширения для некоторых распространенных материалов
- •Диэлектрические проницаемости веществ
- •Удельное сопротивление при 20 0с и температурный коэффициент сопротивлении металлов и сплавов
- •Электрохимические эквиваленты
- •Скорость распространения звука в различных средах, м/с
- •Показатель преломления различных веществ относительно воздуха
- •Коэффициент отражения от образцов разной цветности
- •Библиографический список
- •Н.А. Леонова, т.Т. Каверзнева, а.И.Ульянов техносферная безопасность в примерах и задачах по физике Учебное пособие
- •195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.
Пример современных технологий Емкостные сенсорные экраны
Ёмкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным материалом. Обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова. Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом, чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, больше сила тока. Ток во всех четырёх углах сенсорного экрана регистрируется датчиками и передаётся контроллеру, вычисляющему координаты точки касания.
В более ранних моделях ёмкостных экранов применялся постоянный ток – это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводило к сбоям.
Ёмкостные сенсорные экраны надёжны, имеют порядка 200 млн нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят токонепроводящие загрязнения. Обеспечивают прозрачность на уровне 90%. Впрочем, проводящее покрытие, расположенное прямо на внешней поверхности, всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широко применяются в автоматах, лишь установленных в защищённом от непогоды помещении. Они плохо реагируют на руку в перчатке.
5. Постоянный и переменный электрический ток
5.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Постоянный и переменный электрический ток»
Таблица 5
Обозначения |
Название |
Определяющее уравнение |
1 |
2 |
3 |
I |
сила тока, А |
где e - заряд электрона; n - концентрация электронов; - скорость движения электронов; S - площадь поперечного сечения проводника. |
U |
напряжение, В |
|
j |
плотность тока, А/м2 |
|
R
|
электрическое сопротивление, Ом удельное электрическое сопротивление, Ом·м |
|
G
|
электрическая проводимость См; удельная электрическая проводимость См/м |
|
f |
частота тока, Гц |
где T- период. |
Электрическим
током называется любое упорядоченное
(направленное) движение электрических
зарядов. В проводнике под действием
приложенного электрического поля
напряженностью
,
свободные электрические заряды
перемещаются: положительные вдоль поля,
а отрицательные – против поля, т.е. в
проводнике возникает электрический
ток.
Электрический ток в металлах
При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, следовательно, возрастает сопротивление их движению. Сопротивление проводника определяется
,
где
ρ –
удельное сопротивление проводника,
;
–
длина проводника,
;
S –
площадь поперечного сечения проводника,
/
При увеличении температуры растет сопротивление проводника:
,
,
где
α –
температурный коэффициент сопротивления,
;
– разность температур,
K;
– удельное сопротивление
проводника при
;
R0
– сопротивление проводника
при
,
Ом;
R
– сопротивление
проводника, Ом.
Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления (справочные данные). Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например, манганин и константан.

,
.
.
.
;
.