Инструменты пользователя

Инструменты сайта


subjects:physics:электромагнитные_колебания_и_волны

Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
subjects:physics:электромагнитные_колебания_и_волны [2016/12/05 21:58]
subjects:physics:электромагнитные_колебания_и_волны [2016/12/05 22:01] (текущий)
Строка 1: Строка 1:
 +<​box|[[start]]>​
 +  * **[[Электричество]]**
 +    * [[Электростатика]]
 +    * [[Конденсаторы]]
 +    * [[Постоянный ток]]
 +    * [[Магнитное поле]]
 +    * [[Электромагнитная индукция]]
 +    * **Электромагнитные колебания и волны**
 +    * [[Электричество в опытах]]
 +    * **[[Оптика]]**
 +    * [[Оптика в опытах]]
 +</​box>​
 +====== Электромагнитные колебания и волны ======
 +Электрический колебательный контур из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью ​ L , соединенных в замкнутую электрическую цепь.
 +Напряжение на конденсаторе ​
 +$$ U=\frac{q}{C} $$
  
 +$ q=q\left ( x \right ) $ - заряд конденсатора.
 +С другой стороны U  равно ЭДС самоиндукции: ​
 +$$ U=\varepsilon _{iЗ}=-L{I}'​ $$
 +
 +где - $ I={q}' $     ​-ток в катушке.
 +Приравняв два выражения для U    , получим уравнение колебательного контура:​
 +$$ L{q}''​=-\frac{q}{C} $$
 +  ​
 +Его решение дается формулой
 +$$ x=Acos\left ( \omega t+\varphi _{0} \right ) $$
 +
 +где ​ q=x
 +$$ \omega =\frac{1}{\sqrt{LC}} $$
 +        ​
 +отсюда для периода колебаний получим формулу Томсона:​
 +$$ T=2\pi \sqrt{LC} $$
 +
 +Периодически повторяющиеся изменения силы тока в катушке и напряжения между обкладками конденсатора без потребления внешней энергии наз. свободными электромагнитными колебаниями.
 +
 +Вынужденные колебания возникают когда в электрической цепи действует периодическая ЭДС, создаваемая генератором переменного тока.
 +
 +Виток в однородном магнитном поле. ​
 +
 +Пусть вектор индукции B  составляет с перпендикуляром n  у плоскости витка угол $ \alpha ​ $  ​
 +При вращении витка с частотой ​ $
 + ​\omega ​ $  угол ​ меняется по закону
 +$ \alpha =\omega t $ 
 +
 +Магнитный поток Ф   ​через площадь витка ​ S   ​определяется выражением
 +$$ Ф=BScos\omega t $$
 +По закону электромагнитной индукции ЭДС меняется по гармоническому закону:​
 +$$ \varepsilon =-{Ф}'​=\omega BSsin\omega t $$
 +
 +Индуктивность в цепи переменного тока
 +
 +Пусть в проводнике с индуктивностью L     ​сила тока меняется по закону  ​
 +$$ i=Icos\omega t $$
 +
 +Напряжение на концах идеальной катушки отличается знаком от ЭДС самоиндукции:​
 +$$ U=\varepsilon _{iз} $$
 +и
 +$$ \varepsilon _{iз}=-L{i}'​ $$
 +Поэтому
 +$$ u=L{i}'​=-U_{m}sin\omega t=U_{m}cos\left ( \omega t+\frac{\pi }{2} \right ) $$
 +$$ U_{m}=I_{m}L\omega ​ $$
 + - амплитуда.
 +Колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на  $ \frac{\pi }{2} $   
 + 
 +Индуктивным сопротивлением наз. величина $ X_{L}=\omega L $
 +
 +Связь между$ I_{m} ,U_{m} ,X_{L} $ совпадает ​
 +
 +по форме с законом Ома для постоянного тока:
 +$$ I_{m}=\frac{U_{m}}{X_{L}} $$
 +
 +Емкость в цепи переменного тока.
 +
 +Изменение на обкладках конденсатора напряжения по закону
 +$$ u=U_{m}cos\omega t $$
 +
 +приведет к изменению заряда
 +$$ q=U_{m}Ccos\omega t $$
 +и соответствующим колебаниям силы тока
 +$$ i={q}'​=-I_{m}sin\omega t=I_{m}cos\left ( \omega t+\frac{\pi }{2} \right ) $$
 +$$ I_{m}=U_{m}\omega t $$
 +- амплитуда.
 +
 +колебания напряжения отстают по фазе от колебаний силы тока на $ \frac{\pi }{2} $    .
 +
 +Емкостным сопротивлением наз. величина
 +$$ X_{c}=\frac{1}{\omega C} $$
 +Имеем
 +$$ I_{m}=\frac{U_{m}}{X_{c}} $$
 +Резонанс в последовательной цепи, содержащей конденсатор и катушку,​ наступает при частоте свободных электрических колебаний:​
 +$$ \omega _{0}=\frac{1}{\sqrt{LC}} $$
 +Трансформатор изменяет напряжение переменного ​ тока.
 +
 +Он состоит из первичной ($ N_{1} $  витков) и вторичной ($ N_{2} $    витков) обмоток и железного сердечника.
 +
 +Мощность в обмотках одинакова,​ а амплитуда напряжений и силы тока связаны так
 +$$ \frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{I_{2}}{I_{1}}=K $$
 +$$ K=\frac{N_{1}}{N_{2}} $$
 +-коэффициент трансформации
 +Для передачи электр. энергии по проводам используют повышающий трансформатор ​
 +$$ \left ( K< 1 \right ) $$
 +который уменьшает тепловые потери,​ пропорциональные $ I_{2}^{2} $
 +Для бытовых нужд используют понижающий трансформатор ​  
 +$$ \left ( K>  1 \right ) $$
 +
 +**Гипотеза Максвелла** ​
 +
 +Не только переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле, но и переменное электрическое поле порождает магнитное поле.
 +Эти поля , порождая друг друга , захватывают все новые области пространства,​ распространяясь в пространстве ​ в виде электромагнитной волны.
 +
 +**Свойства электромагнитных волн:**
 +  - Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скорости света независимо от частоты колебаний.
 +  - Электромагнитная волна поперечна,​ вектора ​ Е и В  перпендикулярны к направлению распространению волны и друг другу.
 +  - Амплитуда ​ колебаний Е и В в волне связаны соотношением Е= сВ
 +  - Выполняется законы отражения и преломления,​ аналогичные законам отражения и преломления для света.
 + 
 +Радиосвязью наз. передача информации без проводов с помощью электромагнитных волн.
 + ​Для ее осуществления необходимы излучатель , антенна и приемник.
 +
 +===== Задачи и опыты =====
 +==== Задачи ====
 +++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 1|<box 570px>
 +{{ :​subjects:​physics:​var_01-a16_zadacha_i_reshenie_.png?​direct&​550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 1}}
 +</​box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 1>++++
 +++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 2|<box 570px>
 +{{ :​subjects:​physics:​var_03-a19_zadacha_i_reshenie_.png?​direct&​550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 2}}
 +</​box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 2>++++
 +++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 3|<box 570px>
 +{{ :​subjects:​physics:​var_05-a16_zadacha_i_reshenie_.png?​direct&​550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 3}}
 +</​box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 3>++++
 +
 +==== Опыты ====
 +=== Квазистационарные точки ===
 +++++Искровые резонансные контуры|{{youtube>​e7ui6mkevnM?​4}}++++
 +++++Искровые резонансные контуры. Подстройка индуктивностью|{{youtube>​Rmvv8wEXtXc?​4}}++++
 +
 +===== Рекомендуем =====
 +|[[http://​zadaniya.eduvdom.com/​физика/​электромагнитные_колебания_и_волны|{{media:​zadaniya.png?​200|Пройти тест по физике:​ электромагнитные колебания и волны}}]]|[[http://​test.eduvdom.com/​e/#​tests_list_show@step1=6|{{media:​obuchenie.png?​200|Пройти обучение по физике:​ электромагнитные колебания и волны}}]]|
 +
 +----
 +|[[Электромагнитная индукция|← ]][[Электромагнитная индукция]]^[[subjects:​physics:​]]|[[Электричество в опытах]][[Электричество в опытах| →]]|
subjects/physics/электромагнитные_колебания_и_волны.txt · Последние изменения: 2016/12/05 22:01 —

На главную страницу Обучение Wikipedia Тестирование Контакты Нашли ошибку? Справка

Записаться на занятия

Ошибка Записаться на занятия к репетитору

Телефоны:

  • +7 (910) 874 73 73
  • +7 (905) 194 91 19
  • +7 (831) 247 47 55

Skype: eduVdom.com

закрыть[X]
Наши контакты