Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.21 Mб
Скачать

170

Электричество

Рис.

74. Электромагнитная индукция

Если проводник или катушка будет перемещаться в магнитном поле н при этом пересекать магнитные сило­ вые линии (рис. 72), то в проводнике или катушке бу­ дет возникать индуктивная ЭДС, а если проводник или катушка замкнуты, то вместе с этим возникает индук­ тивный ток.

Направление индуктивной ЭДС определяется правилом правой руки. Правую руку с вытянутыми пальцами надо

Электричество

171

положить. вдоль проводника (рис. 73), движущегося поперек силовых линий так, чтобы силовые линии упирались в ладонь, а отогнутый большой палец указывал направление движения проводника; то­ гда вытянутые пальцы укажут направ­ ление ЭДС.

75. От чего за[висит индуктивная ЭДС

 

Индуктивная

ЭДС будет тем боль­

 

ше, чем сильнее

магнитное поле, чем

 

быстрее наперерез силовым линиям

 

движется проводник и чем длиннее сам

Рис. 73

проводник.

 

г

 

76. Переменный ток

Если в однородном магнитном поле (рис. 74) будет равномерно вращаться контур из проволоки, то с каждым полным оборотом в контуре возникает периодическименяющаяся по величине и направлению ЭДС и сила то-

п*

172

Электричество

ка, если контур замкнут. Такой ток, периодически (через равные промежутки времени) меняющийся по величине и направлению, называется переменным током.

77. Эффективное значение ЭДС и силы тока

При равномерном вращении витка в однородном .маг­ нитном поле ЭДС, возникающая в витке, является пере­ менной величиной, пропорциональной синусу угла поворота витка; то же самое можно сказать и о силе переменного тока, если сопротивление цепи не меняется. Ампер­ метр и вольтметр, вклю­ ченные в цепь переменного тока, показывают эффек­ тивные значения, соот­ ветствующие такому по­ стоянному току, который за это же время произво­ дит то же самое действие (эффект), например тепло­ вое, что и данный пере­ менный ток. Рис.. 75 по­

казывает кривую — сину­

картину

того, как ме­

соиду,

дающую

наглядную

няется

переменный ток за время одного

полного оборота

(за один период)

витка.

На

рисунке

по

вертикали отло­

жены

значения

силы

тока,

а

по

горизонтали — время,

соответствующее тому или иному положению витка.

В

качестве измерительных

приборов

переменного тока

можно

пользоваться тепловыми амперметрами и вольтмет­

рами.

 

 

 

 

 

 

 

Электричество

173

78. Мощность переменного тока

Мощность переменного тока в каждое мгновение равна произведению мгновенных - значений тока и напряжения.

Эффективная мощность, однако,

не равна произведению

эффективных сил тока и напряжения,

а

отличается

от

него некоторым постоянным для

каждого

генератора

мно­

жителем, меньшим единицы

и

обозначаемым

обычно

как cos <р:

 

 

 

 

 

 

W эфф = /эфф

^эфф COS <р.

 

 

 

Косинус фи определяется

режимом

работы

и конст­

рукцией машины. Чем больше косинус фи, тем лучше работает машина.

79. Самоиндукция

Изменения магнитного поля при замыкании и размыка­ нии данной цепи или вообще изменения в ней силы тока вызывают в самой же цепи возникновение индуктивной ЭДС; это явление называется самоиндукцией.

Особенно резко само­ индукция сказывается в' цепях, включающих зна­ чительное число сильных электромагнитов.

80. Трансформирование тока

Имея переменный ток низкого напряжения и большой силы, можно получить ток малой силы, но высокого

напряжения,, и наоборот (трансформировать ток). Это достигается с помощью трансформаторов. На рис. 76

174

Электричество

дана схема трансформатора: толстая обмотка с небольшим числом витков намотана на замкнутый железный сердеч­ ник; с другой стороны намотана тонкая обмотка с большим числом витков! Если по первой обмотке пропустить пере­ менный ток низкого напряжения и большой силы, то по второй пойдет переменный ток высокого напряжения и малой силы.

 

 

 

 

 

81.

Конденсатор

 

 

 

Два

проводника,

например

две металлических

пла­

стинки А

и

В

(обкладки, рис.

77),

между

"

" ,

которыми

помещен

слой

изолятора"

(днэлек-

трика),

например воздух,

стекло

и т. п., со-

+ -

ставят

конденсатор',

обкладки

конденсатора

*"

 

заряжаются

разноименными

зарядами. Между

+ _

 

заряженными

обкладками

в

диэлектрике

+ -

 

возникает

электрическое поле.

 

 

+ -

 

 

 

 

82.

Емкость

 

конденсатора

 

Рис.

77.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Емкостью конденсатора называется численное значе­ ние величины заряда (например, число кулонов), которое надо сообщить конденсатору, чтобы повысить напряжение' между обкладками на 1 вольт. Емкость конденсатора за­ висит от вещества изолятора и будет тем .больше, чем тоньше изолятор и чем больше поверхность обкладок.

83. Единицы

емкости

 

Единицей емкости является

фарада

(обозначается

F или ф) — емкость конденсатора,

у которого заряд в один

кулон повышаете' напряжение

на

1 вольт.

В практике

 

Свет

 

 

175

употребляется

микрофарада (pF

или рф),

равная

0,000001 F, и

емкость в 900 000

раз

меньшая

микрофа­

рады, называемая сантиметром

(см).

 

84. Электромагнитные волны

Если заряженные обкладки конденсатора ' соединить между собой разрядником, то возникнет колебательный разряд, в результате которого в окружающем пространстве образуются электромагнитные волны, распространяю­ щиеся во все стороны со скоростью 300 000 км!сек. Кон­ денсатор и разрядник являются вместе простейшим коле­ бательным контуром, излучающим радиоволны.

V.СВЕТ

85.Скорость света

Свет распространяется в различных прозрачных средах

с различной скоростью; скорость

света,

в

воздухе

равна 300 000 км!сек, — такая

же, как

радиоволн,

так как

природа радиоволн и волн света одинакова.

 

 

 

86. Сила света

 

 

 

Сила света того

или иного источника в большинстве

стран, в том числе и

СССР,

выражается в

специальных

единицах — международных свечах', образцы

«международ­

ной свечи» (эталонные лампы) хранятся в СССР в Главной палате мер и весов.

Приборы, измеряющие силу света источника, назы­ ваются фотометрами.

176

Свет

87. Освещенность

Один и тот же источник света может по-разному освещать предмет, в зависимости от того, на каком рас­ стоянии находится предмет от источника, под какими углами наклонены к лучам света плоскости, ограничи­ вающие предмет. Поэтому, кроме силы света, важно знать также освещенность данной поверхности, выражаемую в специальных единицах — люксах. Приборы, измеряющие освещенность, называются люксметрами.

 

 

88.

Зависимость

освещенности

 

 

 

 

 

от

расстояния

 

 

Освещенность

небольшой

площадки

 

расходящимися

лучами, падающими да нее

«нормально», т. е. перпенди­

кулярно к

ее

середине,

убывает

в 4,

9,

16

и т.

д. раз

по

мере

удаления от

нее .источ­

ника

света

в

2,

3,

4

и т.

д.

раз,

т.

е.

о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь н а к в а д ­

р а т у р а с с т о я н и я

от источника до осве­

щаемой площадки.

 

 

 

 

 

 

89.

Зависимость освещенности

отнаклона

 

 

 

 

площадки

 

 

 

 

Освещенность

небольшой

площадки,

обра­

зующей с падающими лучами света

 

угол а, пропор­

циональна синусу

этого угла

(рис. 78).

 

 

90. Законы отражения света

Луч света, падающий на гладкую поверхность (зер­ кало), отражается от нее по следующим законам: 1) угол

Если на главной оси АВ вогнутого зеркала (рис. 80)
в
Рис. 80.
помещен точечный источник света S, то любой централь-
Формула вогнутого зеркала
92.
падения S/lfi равен углу отражения S ^ B ; 2) луч падающий S/4 и отраженный SX/4 лежат в одной плоскости с АВ [пер­ пендикуляром к зеркалу в
точке падения (рис. 79)].
В
91. Сферические зеркала
Сферические зеркала
представляют собой не­ большую полированную часть, сферы (например, металлического . шара).
Рис. 79. Сферическое зеркало на­ зывается выпуклым, если отражает свет своею выпуклою поверхностью, и вогнутым,
если вогнутою поверхностью. Ось, проходящая через середину сферического зеркала и центр сферы, называется
главною осью зеркала.

Свет

177

178 Свет.

ный луч, посылаемый им, после отражения будет про­

ходить через

одну определенную точку S, — изображе­

ние точки S.

точек S и Sx от середины зеркала А свя­

Расстояния

заны между собой следующим/соотношением (формула вогнутого зеркала): ■Г

1

. _1__ _2_

(34)

~ Т

+ ' f ~ г '

 

где d — расстояние

от зеркала до светящейся точки S,

/ — расстояние до ее

изображения Sj, г — радиус зеркала.

93. Фокус вогнутого зеркала

Центральные лучи, идущие параллельно главной оси (рис. 81), пройдут через точку С, которая называется фокусом зеркала, причем расстояние

ЛС = F =

“§“■

.(35)

и формула (34) принимает

следующий

вид:

 

_ L ,

J _ _ _ L

(34а)

 

Рис. 81.

. d +

f

~ F

 

 

 

 

 

94.

Показатель преломления

 

Когда

луч

света

переходит

из

одной

прозрачной

среды,

например

воздуха, в другую,

например воду, то

на поверхности раздела

MN обеих

сред он

меняет свое

направление — преломляется (рис. 82).

 

 

 

Свет

 

179

Если обозначить

через

а угол падения, через 0

 

угол

преломления,

то величина

 

 

т = sin

р

называется показателем прелом­ ления второй среды относительно первой. Показатель преломле­ ния т равен отношению ско­ рости света той среды, из кото­ рой луч выходит (Сх), к ско­ рости света той среды, в которую, луч входит (с2), т. е.

 

 

 

 

 

 

 

т = -

C l

 

(36)

 

 

 

 

 

 

 

с»

 

Если луч идет из «пустоты»

в среду, то л =

т. е.

отношение

с — скорости света

«в пустоте»

к

с2— ско­

рости света

в

данной среде — называется

абсолютным

показателем

преломления.

Для стекла

 

он равен

(округ­

ленно) 3/2,

для

воды 4/з.

Д ля

воздуха

1,0003

(практи­

чески =

1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95.

Отклонение лучей

при

преломлении

Если,

луч

света

проходит сквозь

среду,

которая огра­

ничена

двумя

п а р а л л е л ь н ы м и

п л о с к р с т я м и ,

например

оконное

стекло,

то

он

дважды преломится

и в результате

не-изменит своего начального направления,

а пойдет

параллельно ему (рис.

83,

а).

При

прохождении

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ