Частные случаи явления электромагнитной индукции. Самоиндукция. Вихревые токи.

1.Самоиндукция - это явление возникновения индукционного тока в той же самой цепи, где создается переменное магнитное поле.

Самоиндукция наблюдается в цепях переменного тока, содержащих катушки, а так же в цепях постоянного тока, содержащих катушки при замыкании и размыкании цепи.

а) Самоиндукция при замыкании цепи.

 

ρ

t1       t2 = t1 = tК

 

 

При замыкании цепи лампа загорается с опозданием из-за самоиндукции.

 

 

б) Самоиндукция при размыкании цепи.

ТК

Т

При размыкании цепи из-за самоиндукции лампа гаснет с опозданием.

[L]си = 1 Гн (Генри)

Индуктивность зависит от формы, размера катушки, количества витков, сердечника.

 

 

Энергия магнитного поля катушки.

2.Вихревые токи – это токи, возникающие в сплошных металлических телах, находящихся в переменном магнитном поле.

 

Применение:

а) индукционные плавильные печи.

б) счетчики электрической энергии.

 

Борьба с вихревыми токами осуществляется в сердечниках трансформаторов, двигателей, генераторов.

Для уменьшения вихревых токов их набирают из отдельных пластин.

 

 

Билет

Колебания. Условия возникновения колебаний. Виды колебаний.

1. Колебание - это повторяющиеся движения или состояние тел.

2. Примеры колебательных систем:

 

а) Математический маятник

 

 

б) Пружинный маятник

 

t

В) Камертон

Г) Струна

е

 

Условия возникновения колебаний:

а) избыточная энергия

б) возвращающая сила отличная от нуля

в) сила сопротивления близка к нулю

 

Виды колебаний

а) Периодические колебания – это колебания, которые происходят через равные промежутки времени.

б) Гармонические колебания – колебания, которые происходят по закону синуса или косинуса.

Газ

 

А – амплитуда

t – время

ω – циклическая частота

Параметры колебаний

а) Период (Т) – это время одного полного колебания 1с.

б) Частота (ν) – численно равна количеству полных колебаний совершаемых телом за единицу времени 1Гц (герц)

в) Амплитуда (А) – наибольшее отклонение тело от положения равновесия.

 

 

Билет

Резонанс. Волны.

 

Резонанс - это резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственного колебания.

 

 

Пар

Жидкость

 

Применение резонанса:

а) Музыкальные инструменты

б) Частотомер (Прибор для измерения частоты переменного тока)

в) Тахометр

 

Борьба с резонансом осуществляется при строительстве и эксплуатации мостов.

 

Волны – это колебания, распространяющиеся в среде.

Различают поперечные и продольные волны.

Поперечные волны – это волны, в которых колебания частиц происходит поперек направления распространения волн.

W

U

Продольные волны – это волны, в которых колебания частиц происходит вдоль направления распространения волн.

Любая волна характеризуется величиной, которая называется длинной волны.

Билет

Интерференция и дифракция волн.

Интерференция – это наложение когерентных волн.

Когерентные волны – это волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

 

Интерференционная картина

 

p – n – p n – p –n

 

 

В результате интерференции проходит перераспределение энергии.

 

 

Дифракция – это огибание волнами препятствий или загибание волн в область тени.

 

 

 

Билет

Возникновение электромагнитных колебаний в колебательном контуре.

1.Колебательный контур состоит из катушки и конденсатора.

L – Индуктивность катушки

C – Ёмкость конденсатора

 

Чтобы создать колебания в колебательном контуре, его подключают к источнику тока, конденсатор заряжается, затем источник тока можно отключить и предоставить колебательный контур самому себе.

 

Рассмотрим четыре стадии колебаний в контуре.

I

t6

I

t

Электромагнитные колебания в колебательном контуре похожи на колебания математического маятника, тем, что в обоих случаях происходит превращение энергии одного вида в другой.

 

Формула Томсона

 

Период электромагнитных колебаний в контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора.

 

Колебательный контур нашел применение в радиосвязи (передатчики и приемники).

 

 

Билет