40.Генератор переменного тока

Устройство предназнач для превращ маханич энерг в энерг перемен тока. Поскольку магнитн поток прониз рамку измен с теч времен то в ней возник индуцированная ЭДС, котор определ по закону Фарадея: ε(t)=-Ф/(t)=dФ(t)/dt=BSωsinωt. Индуктор- магнит который созаёт магнитн поле. Якорь-обмотка в котор индуцир перемен ЭЛС. Коллектор-устройств посредством котор сним с вращ частей ток. Статор-неподвиж часть. Ротор-подвижн часть.

41.Электородвигатель постоянного тока

Действие силы Ампера использ в эл двигат постоян тока для преобразования энергии эл поля в механич энерг вращения вала. Принцип действия такого двигател основан на явлен вращения контура с током в м.п. Вращающ момент завис от её ориентац. При поворот рамки на 1800 механ момент меняет свой знак на противополож. Чтобы этого небыло использ обмотку(больш колич рамок поверн на некотор угол относ друг друга. Mмомент сил=2FrN=2IBlN, r-плечо силы, N-число витков. Ротор-вращ часть двигателя.

42.Трансформатор.Передача и использование эл энергии

Это устройство служ для пониж или повыш переменного напряжения. Он сотоит из первич и вторич обмоток. На 1 подается исход напряж а со 2 сним преобразован. Его действ основ на явлен эл магнитн индукции. Режим холостого хода наз режим с разомкнутой 2 обмоткой. U2=ε2. Тип трансф опред коэфиц трансформации:  k=n1/n2= ε1/ε2. Рабочим ходом наз режим при котор в цепь его 2 обмот включена нагрузка с отлич от 0 R. Постоян ток имеет преимущ: постоян ток можно передав при более высок напряж, перемен ток создает перемен м.п. котор индуц токи в близлежащ проводах что привод к потер мощность.

Фундаментальные физ постоянные

Ускорение свобод паден g=9.81м/с2

Скор света в вакуум c=3.00*108м/с

Гравитац постоян G=6.67*10-11Н*м2/кг2

Элементар заряд e=1.60*10-19Кл

Электрическая постоян ε0=8,85*10-12Кл2/Н*м2

Магнитная постоянная μ0=4π*10-7Гн/м

Масса покоя электрона me=9.11*10-31Кг

Масса покоя протона mp=1.6726*10-27Кг

Масса покоя нейтрона mn=1,6750*10-27Кг

g=9.8

д-10-1 –да

с-10-2 -г

м-10-3 -к

мк-10-6 -М

н-10-9 -Г

п-10-12 -Т

ф-10-15 -П

а-10-18 -Э

з-10-21 -З

1.Электризация тел.Электрический заряд и его свойства.Закон сохранения заряда.

Одноимён заряды отталкиваются, а разноимён – притягиваются.Закон сохранения электрич заряда: в любой замкнутой системе сумма электрич зарядов остаётся постоянной при любых взаимодействиях внутри нее.Эл заряд- скаляр физ величина опред интенсив электромагнитных взаимодействий.

2.Закон взаимодействия точечных зарядов.Закон Кулона.

Кулона: сила взаимодействия F 2 точ неподвижных эл зарядов прямо пропорционал их величинам q1,q2, обратно пропорционал квадрату расстояния между ними r и направлена вдоль прямой, соед эти заряды. F=kq1q2/r2. 1Кл-q, проходящ за 1 сек через попереч сеч проводника при силе постоян тока 1А. Точ зар-это зар размеры котор намн меньше чем расстоян на котор он рассматрив.

3.Эл. поле.Напряжённость эл поля.Принцип суперпозиции эл полей.

1ооно материально,порождает эл-ким зарядом,обнаруж по действию на заряд.Создаётся неподвиж эл зарядами.Посредством поля осущ взаимодейст эл зар.Напряж эл поля Е,векторная физ велич,явл динамич характер эл поля,определяет отнош силы, действующ со стороны поля на точ зар,к вел этоно зарядаE=F/q. И для точ заряда E=q/4πε0r2.Принц суперпозиц: напряжён эл поля системы точ зар в некотор точке пространства равна геометрич сумме напряжён полей,создавайм каждым из зар в отдельн в той же точке E=E1+E2..En.

5.Работа эл поля при перемещении заряда.

Работа Эл поля по перемещению заряда=изменен потенциальной энергии заряда, взятому с противополож знаком.Работа-скал физ велич,=скал произвед вектора силы на вектор перемещения и cos угла меж ними. A=F*s*cosa. A=-qE(d2-d1). Перемещ из точки А в В по формул: A=-qE(d2-d1)=-(qEd2-qEd1)=-(W2-W1)=W. По траектории

ABC: A=AAC+ACB=qE(d1-d2)+0=W

6.Потенциал.Разность потенциалов.Эквипотенциальная поверхность.

Потенциал сила-это сила,работа котор по замкнут траектор=0.

Потен эл поля-скал физ вел,характер потенциал энергию W еденич заряд q в данной точке пространст.  φ=W/q=q/4πε0r.Эквипот линии=потенциала φ(r)=const. Для графич изображ полей.Силов линия и соответ эквипот поверх взаимно перпендикулярны.Геоиетр место точек в котор потенциал одинаков представл собой эквипотенц поверхн.

7.Связь между напряжением и напряжённостью для однород электоростат поля.

Разность потенц наз ещё эл напряж(U) U= φ1- φ2= φ=A/q

Найдём связь между напряж и напряжён однород эс-стат поля: A=qU=q(φ1- φ2)=-qφ=qE(d1-d2)  E=U/ d1-d2=- φ/d1-d2

8.Проводн в эл-стат поле.Диэл прониц вещ-ва.

Заряды возникш на поверхн проводн во внеш Эл поле наз индуцированными.Напряж Эл-стат поля внутри проводн=0.

Электролиты-растворы и расплав солей кисл щёл. Ион-атам потер или получ 1 или n электронов. Поверхн плотн заряда ό=q/S.E= ό/ε.

9.Диэлектрики в эл поле. Диэлектрич прниц вещ-ва.

Диэл-вещ-ва в которых проктич отсутствуют свобод носител

зарядов.Они электриз.Диэл прониц-скал физ вел характер способность диэлект поляризоваться под действ эл поля и=отнош модуля напряж однород эл поля в вакуум к модул напряж эл поля в однород диэл внесённом во внеш поле: ε=E0/E. Неполярный диэл состоит из атамов или молек у котор центры распредел полож и отриц зар совпад. Полярный диэл-…не совпалают. Сегноэл-им очень больш диэл проницайм.

10.Электроёмкость проводника.

Электроёмк численно=заряду который надо сообщ проводнику чтобы измен его потенциал на еденицу. Ск(Ф)=q/U,Cпроводаq/φ Cшара=4πεε0R,Cп.к.= εε0S/d=q/φ. С это вел хар завис накоп зар от размеров формы материал и внеш сред данн тела. 1Ф-это Эл ёмкость тела у которого при ув потенциала на 1В накап заряд в 1Кл. Элёмк уед проводн определ отношением заряда сообщ проводн к потенциал котор он при этом приобрёл.ы

11.Конденсаторы. С плоского конденс.

Конденсат наз система проводник разделён диэлектриком толщ котор мала по ставн с проводником.Проводн образ конденс наз его обкладками. С=q/(φ1-φ2) – элёмк конденс. Е=q/εε0S, U=Ed=qd/εε0S, C=q/φ= εε0S/d. Ёмк п.к. прямо пропорцион S его обкладок, диэл прониц вещ между обкладк и обратно пропорц растоян между ними.

12.Соед конденсаторов в батареи.

Парал соед конденс применяется для ув элёмк системы(элёмк батареи всегда превыш наибольш из элёмк конденс состав её). Послед для ув предельного рабочего напряж батареи(не превыш).

13.Энергия заряж конденс. Плотность энергии электрич поля

Энергия п.к. опред работой, затрач на его зарядку.Работа А, соверш эл полем при разрядке конд – A=-qφср=CU2/2.

Wк=qU/2=CU2/2=q2/2C, Wп.к= εε0E2/2*V, V=Sd. Плот энергии поля численно=энергии поля в единич объёме.  w(плотн)=W/V= εε0E2/2.

14.Эл ток.Сила тока.Плотн тока.Условия сущ тока.

Эл током наз направлен движ заряж частиц котор наз носител тока. Для сущ Эл тока в замкн Эл цепи нужно: налич свобод заряж частиц,сущ внешнего Эл поля, действующ на заряж частиц, налич сил неэлектростат природы дейст на свободн электроны(сторон силы).Сила тока I-скал физ велич=отнош зар прошедш через попер сечен пров за промеж времениt к этому промежутк. I(A)=q/t=qn(v).При токе в 1А за 1 сек проход q в 1Кл. Плот тока ј наз векторн физ вел= по модулю отнош силы тока к S провод катор располож перпендик направл движ q. ј=I/S=qn(v),q=qnSl=qnS(v)t.

15.Закон Ома.Эл сопративление. Завис R от t0,S,l,материала.

Сила тока на однород участке цепи прямо пропорционал напряжению на коцах этого участка и обратно пропорц его сопративлен I=U/R,U=IR,U=A/q. Пров имеет R1Ом если при U 1B, I=1A. R зависит от рода вещ, размеров,формы,состоян правода. ј=I/S=U/RS.

16.17.Последоват сопративление проводов.

При послед соед резисторов R цепи всегда превыш наибольшее из всех R резисторов составл дан цепь. При парал соед резистор R цепи меньше наименьшего из всех R резисторов.

18.Работа и мощность эл тока.

Мощн наз скал физ вел=работе соверш системой за ед времени. Мощ измер в Вт.Работа тока на участк цепи=произведен I,U на этом уч и времени в теч которого ток проход по проводу.A=UIt. A=qU(эл поля).

19.Тепловое действие тока.Закон Джоуля-Ленца.Ток Коротков замык.

Источ тепла служ работа сторон сил,а внутр поле распред эту силу. Закон Дж-Л: колич тепла выделяемое провод с I = произвед квадрата силы I, R и t прохожден тока по проводу. Q=I2Rt=IUt=(U2/R)t. Мощ идущ на нагрев: P=A/t=UI=U2R=I2R.

20.Эл движущая сила источника

Работ сторон сил не равна 0. Хар действия сторон сил явл электродвиж сила ЭДС котор числен=работе сторон сил по перемещ еденич +зар по замкнут цепи. ε(В)эдс=Aст./q У полож источ тока наибольш потенциал. Виды источников: гальванические элем, аккумуляторы, генераторы, термоэлементы, фотоэлементы.

21.Закон Ома для замкнутой цепи

Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорционал эдс источника тока и обратно пропорц R цепи. Iзамкн цепь=εэдс/R+r=εэдс/R0. Ток короткого замыкания Iк=εэдс/r. ЭДС источника=сумме падений напряж на внеш и внутрен участках замкн цепи ε=IR+Ir. На неоднород уч цепи сила тока опред: I=((φ1-φ2)+ εэдс)/R. Мощность выдел на внеш уч цепи наз полезной мощ: PполезнI2R= εэдс2R/(R+r)2. Выдел на внутрен R наз теряемой мощ: Pтер=I2r= εэдс2r(R+r)2. сумма обоих наз полной мощ P= εэдс2/R+r. Коэф полез действия: η=Pполезн/P=R/(R+r).

22.Эл ток в метал.Зависим R метал провод от температур.Сверхпроводимость.

Зависимость R метал провода от измен темпратур выраж линейн функцией R=R0(1+at).Материалы с темпер переход в сверхпровод состояние порядка -1730С – лантановые и иттриевые керамики получ назван высокотемпер сверхпроводим(от -233 до -168).  a=(p-p0)/ p0t

23.Магнитное поле.М.п. прямого тока, кругового и соленоида.

Магнит имеет 2 полюса северн и южный. Одноимёт магнит полюсы отталкиваются, разноимён притягив. Силовой хар м.п. явл индукция магн поля B.Вихрев м.п.-его магнитн линии замкнуты.

25.Магнитн взаимодейств токов.Мг проницайм среды.магнитн постоянная

Притяжен или отталк Эл нейтральных проводов при прохожден по ним Эл тока наз магнитн взаимодейст токов.Свойств м.п. материально, порождается движущ зарядами, действует на движ заряды, обнаруж по дейст на провод.  B(Тл)=Fmax/Il. 1Тл – это такая магнитная индукция при которой на проводнике длинной 1 м, располож. парал. сил. лин. м. п. и силе тока в нём 1А действует сила 1Н (со стор. внешнего м. п.).

26.Индукция м.п.Принцип суперпозиции. Индукция прямого тока, кругового и соленоида.

B(Тл)=Fmax/Il Индукц прямолин провода опред по формуле B(r)= μ0I/2πr. Для кругового: Bвиток= μ0I/2r. Соленойда: Bсоленойд= μ0nI/l. Принцип суперпозиции – если м. п. в данной точке пространства создаётся несколькими пров. с током(I), то индукция(B) результирующего поля есть векторная сумма индукции полей создаваемых каждым проводником с током в отдельности. В=В1+В2 +…+Вn. Для определ вектора магн индукции использ прав буравчика:1. Для прямолинейного тока. Если поступательное движ. винта совпад. с направлением тока(I)  в провод. то вращ. движ. винта укажет направ. сил. лин. м. п. 2. Для кругового тока. Если вращ. движ винта совпад. с направлен. круг. тока(I) то поступательное движ. винта укаж. направлен. сил. лин. м. п.  3. Для катушки с током(I)  см. п. 2. Правило правой руки: провод. мысленно обхватываем прав. рук. так чтобы б палец указ. направ. тока, тогда остальные пальцы окаж. согнуты в направлен. линий магнит. индукц.(B).

27.Провод с током в м.п.Сила Ампера

Ампер устан что его сила пропорционал длине, индукц, силе тока и угла. FA=IBlsina.Сила А всегда перпендик проводу и вектор магн индукц. Для опред направл сила А исп Правило левой руки:  Если располож. лев. руку так, чтобы сил. линии входили в ладонь, а 4 пальца были направ. по току, то отогнутый на 90о б палец укаж. сил. А. 1А – это такая сила которая протекает по 2 бесконечно длин. пров. располож. в вакууме на расстоянии 1 м и взаимодействующих с силой 2*10-7Н

28.Действие м.п. на движ заряд.Сила Лоренца

FЛ=qvBsina.v-скорость движ заряда, а-угол между Bи v. Направление сила Лоренца опред по правилу левой руки.

Период обращ частици по окружн Tокруж=2πR/v=2πm/qB. Сила Л применяется в электронно-лучевых трубках телика и дисплея, циклотроне, МГД-генератор, масс-спектрометр. А(ускорен)=FЛ/m

Сила Л действуеть на движ в м.п. заряд.

29.Движение заряж частиц в м.п

Траектория частици движ перпендикулярно  сил лин однор м.п. представл собой окруж, а част движ под углом к сил лин - спираль

30.Явление электромагнитн индукции.ЭДС индукц в движ проводнике

Заключ в том что при внесении првода в эл-магнит в нем возник ток(индукционный) этот ток нагревает провод.Энерг выдел током в цепи опред так W= εiIt из закона сохран энергии след A=W=W-0 след BIlx= εiIt след εi=Blдx/t=Blv, εi=Blvsina x-растояние перемещения.

31.Работа магн сил.Магнитный поток

Магнитн поток-скал физ велич характ число линий магн индукции поля прониз замкнут круг Ф(Вб)=BScosa 1Вебер-это магнит поток созающ однородн магнитным полем  с индукцией 1Тл через плоск поверхность S 1м2 размещен перпендикул вектору магн индукции. E(энергия контура)=IФ. Работа A=IФ=Fx=BILx=BIS след A/=-A=-IФ=I(Ф1-Ф2)=I Ф1-I Ф2

32.Закон эл-магнитн индукции.Правило Ленца

ЭДС эл-магнитн индукции возник в контуре прямо пропорционал скорости изменен магнитного потока через него εi=-Ф/t Правилао Ленца: возникающий в контуре индукцион ток имеет такое направление что созданный им магнит поток через площадь ограничен контуром стремится компенсировать изменен магнит потока вызвавшее дан ток. Направлен индукц тока пожно определ по правилу прав руки:  провод. мысленно обхватываем прав. рук. так чтобы б палец указ. направ. тока, тогда остальные пальцы окаж. согнуты в направлен. линий магнит. индукц.(B)

33.Явление самоиндукции.Индуктивность

Ф=LI Индуктивность(L)-скал физ величин численно=собствен магнитн потоку прониз контур при силе тока в контуре 1А Измеряется в генри. 1Гн-это такая индуктивность которой облад контур если в нём при силе тока 1А за 1 сек возник ЭДС самоиндукц 1В Ε si =-LI/t

34.Энергия м.п. тока. Объёмная плотность энергии.

Wм=LI2/2=ФI/2=Ф2/2L. w=Wм/V=B2/2μ0

35.Колебательное движ.Гармонические колеб.Параметры колебател движения.

Колеб движ наз всякий процес котор облад свойством повторяемости.Периодич наз движ при котор физ велич через равн промежутки времени принимают одни и те же знач.Для существован колеб нужно:достаточ малое трение в системе, налич силы стремящ возврат тело в положен равновес. f(t)-периодич функция, x(t)-координата тела. А-амплитуда-мах отклонение тела от полож равновес А>0. Т-период-длител 1 полного колебан. v-частота-число колебан в единицу времени. ω-циклическая(угловая) частота-число колеб систем в теч 2π сек ω=2πv=2π/T. φ= ωt+ φ0-фаза-аргумент периодич функции. φ0-начальная фаза, опред полож тела в начал момент времени t=0. x(t)=Acos(ωt+ φ0) или x(t)=Asin(ωt+ φ0) - - гармонические колебания. В гармонич колеб проекция ускорения точки прямо пропорционал её смещ от положен равновесия и противополож ему по знаку: a(t)= ω2x(t)=0

36.Пружинный маятник.Математические маятники

Система где к одному концу пружин прикреплён груз(нах на гориз поверхн) а друг зафиксирован на пруж маят.Найдём формулу для нахожд периода колеб пр. маят:  ma=Fупр+mg+N, ma=-kx, a+kx/m=0, a(t)+ ω2x(t)=0, ω=корk/m след Tпр=2π кор из (m/k). Математ маятн наз материал точка массой m подвешеная на нерастяжим невесом нити длин  l в поле каких либо сил. Свойств независ колеб мат маят от амплитуды наз изохронностью.М маят не завис от от m и амплитуды.  Tмат=2π кор из l/g. ω=кор(g/l)

37.Превращение энерг при колеб движ.Затухающие колеб.Резонанс

Wmax=mghmax, E=0, Emax=mv2max/2, W=0, Ec=Wв, vmax=кор из 2ghmax, vmax=A*кор из (g/l), Emax=Wmax=mgA2/2l, E+W=const=Emax=Wmax.Для

Пруж маятн: Wmax=1/2(kA2), Emax=1/2(mv2max), Emax=1/2(mv2)+1/2(kx2)=Wmax =Emax, v=+- кор из ((k/m)(A2-x2). Затух колеб наз колеб амплитуда котор уменьшается с теч времени вследств потери энергии колеб систем. Резонанс-это явл резкого возраст амплитуды вынужден колебан при действии на колеб систему внеш силы с частот совпад с собствен частот системы: ω= ω0

38.Колеб контур.Превращ энерг в колеб контуре.Формула Томсона

Эл цепь содержащ только конденсатор и катушку (LC-контур) в котор могут происходить свободн эл магнит колеб наз колеб контуром. Если R соед проводов и катушки счит=0 то контур наз идеальным. Наимен промежут врем в теч котор происход переход заряд с одной обкладки на друг и обратно наз периодом свобод эл магнит колеб. Tтомсона=2πкор(LC)-формула Томсона. W=q2(t)/2C+LI2(t)/2=const, dW/dt=W/=0, dq(t)/dt=I(t), dI(t)/dt=d2q(t)/dt2=q//(t), q//+1q/LC=0, q//+ω02q=0, ω0=1/кор(LC), T=2π/ω0=2πкор(LC).

39.Получ переменного тока.Амплитедн, мгновен и действующ знач ЭДС,силы тока и напряж

Перемен током наз эл ток котор измен с теч времени по гармонич закону. Величины U0, I0= U0/R наз амплитудными значениями напряж и силы тока. Знач напряж U(t) и силы тока I(t) зависящ от времени наз мгновенными. Действующ знач перемен тока наз сила такого постоян тока котор проходя по цепи выделил бы в един времени такое же колич теплоты что и данный перемен ток. P=UдIд= I2дR=U2д/R, Iд=Uд/R

40.Генератор переменного тока

Устройство предназнач для превращ маханич энерг в энерг перемен тока. Поскольку магнитн поток прониз рамку измен с теч времен то в ней возник индуцированная ЭДС, котор определ по закону Фарадея: ε(t)=-Ф/(t)=dФ(t)/dt=BSωsinωt. Индуктор- магнит который созаёт магнитн поле. Якорь-обмотка в котор индуцир перемен ЭЛС. Коллектор-устройств посредством котор сним с вращ частей ток. Статор-неподвиж часть. Ротор-подвижн часть.

41.Электородвигатель постоянного тока

Действие силы Ампера использ в эл двигат постоян тока для преобразования энергии эл поля в механич энерг вращения вала. Принцип действия такого двигател основан на явлен вращения контура с током в м.п. Вращающ момент завис от её ориентац. При поворот рамки на 1800 механ момент меняет свой знак на противополож. Чтобы этого небыло использ обмотку(больш колич рамок поверн на некотор угол относ друг друга. Mмомент сил=2FrN=2IBlN, r-плечо силы, N-число витков. Ротор-вращ часть двигателя.

42.Трансформатор.Передача и использование эл энергии

Это устройство служ для пониж или повыш переменного напряжения. Он сотоит из первич и вторич обмоток. На 1 подается исход напряж а со 2 сним преобразован. Его действ основ на явлен эл магнитн индукции. Режим холостого хода наз режим с разомкнутой 2 обмоткой. U2=ε2. Тип трансф опред коэфиц трансформации:  k=n1/n2= ε1/ε2. Рабочим ходом наз режим при котор в цепь его 2 обмот включена нагрузка с отлич от 0 R. Постоян ток имеет преимущ: постоян ток можно передав при более высок напряж, перемен ток создает перемен м.п. котор индуц токи в близлежащ проводах что привод к потер мощность.

Страницы: 1, 2