Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Вопрос №30
Вольтамперная характеристика p-n перехода
Зависимость тока от приложенного напряжения I=f(U) называют вольт-амперной характеристикой
p-n-Перехо́д или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому
Вопрос № 31
Опыт Эрстеда —опыт, проведённый в 1820 году Эрстедом и являющийся первым экспериментальным доказательством воздействия электрических токов на магниты.
Опыт заключался в том, что при включении тока в цепи магнитная стрелка поворачивалась на угол 90 градусов, то есть перпендикулярно проволоке. При этом она совершала несколько колебаний и успокаивалась в таком положении. При отключении тока магнитная стрелка вновь возвращалась в исходное положение. То есть, выравниваясь вдоль поля земли.
Взаимодействия между проводниками с током, т. е. взаимодействия между направленно движущимися электрическими зарядами, называют магнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называются магнитными силами. Они слабее Кулоновских.
подобно тому как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным.
Замкнутый контур с током в магнитном поле. Для изучения магнитного поля можно взять замкнутый контур малых (по сравнению с расстояниями, на которых магнитное поле заметно изменяется) размеров. Например, можно взять маленькую плоскую проволочную рамку произвольной формы . Подводящие ток проводники нужно расположить близко друг к другу или сплести их вместе. Тогда результирующая сила, действующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна нулю.
Выяснить характер действия магнитного поля на контур с током можно с помощью следующего опыта.
Подвесим на тонких гибких проводниках, сплетенных вместе, маленькую плоскую рамку, состоящую из нескольких витков проволоки. На расстоянии, значительно большем размеров рамки, вертикально расположим провод . Рамка при пропускании электрического тока через нее и через провод поворачивается и располагается так, что провод оказывается в плоскости рамки . При изменении направления тока в проводе рамка поворачивается на 180°.
Опыт показывает, что магнитное поле создается не только токами в проводниках. Любое направленное движение электрических зарядов вызывает появление магнитного поля. Так, например, токи в газах, полупроводниках вызывают возникновение в окружающем их пространстве магнитного поля. Смещение связанных электрических зарядов в диэлектрике, помещенном в переменное электрическое поле, также вызывает появление магнитного поля.
Из курса физики вам известно, что магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами. Если мы подвесим на гибких проводах плоскую рамку с током между полюсами магнита, то рамка будет поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не установится перпендикулярно линии, соединяющей полюсы магнита . Таким образом, магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие
Вопрос № 32
Магнитное поле материально, т.е. сущ-ет независимо от наблюдателя. Оно возникает вокруг движущегося заряда (или тока) и д-ует на движ.заряды.
Магн. Поле д-ует и на маг-ую стрелку.
Магнитная индукция- силовая характеристика маг.поля. Вектор индукции можно определить ч\з д-ие маг. Силы на движ. Заряд
B=F/qV [B]=Тл(тесла)
Вектор индукции направлен к касательной линии индукции в каждой точке.
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществ
Манитный поток- B*S*cosa=Ф
[Ф]=Вб (Вебер)
Вопрос №33
Линии магнитной индукции - линии, касательные к которым направлены также как и вектор магнитной индукции в данной точке поля. Магнитные поля, так же как и электрические, можно изображать графически при помощи линий магнитной индукции. Через каждую точку магнитного поля можно провести линию индукции. Так как индукция поля в любой точке имеет определённое направление, то и направление линии индукции в каждой точке данного поля может быть только единственным, а значит, линии магнитного поля, так же как и электрического поля, линии индукции магнитного поля прочерчивают с такой густотой, чтобы число линий, пересекающих единицу поверхности, перпендикулярной к ним, было равно (или пропорционально) индукции магнитного поля в данном месте. Поэтому, изображая линии индукции, можно наглядно представить, как меняется в пространстве индукция, а следовательно, и напряжённость магнитного поля по модулю и направлению.
ПРАВИЛО БУРАВЧИКА:Если большой палец правой руки расположить по току, то сворачиваемые в кулак покажут направление линии магнитной индукции(Для прямого)
Если 4 пальца правой руки сворачивать в кулак по токуотогнутый на 90градусов большой палец покажет направление линий магнитной индукции.
Вопрос №34
Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле д-ует на проводник с током
Модуль силы F пропорционален длине L проводника с током и зависит от ориентации проводника в магнитном поле.
F=Y*B*L*sina
Направление вектора силы ампера определяется правилом левой руки: « Расположим левую руку так, что бы 4 пальца указывали направление тока в проводнике, вектор индукции входил в ладонь, тогда отогнутый палец укажет направление вектора силы Ампера.
Вопрос №35
Сила Лоренца
- сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.
Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки
Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда (или против направления скорости отрицательного заряда), то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца
Вопрос №36
Диамагнетики это такие вещества, у которых магнитная восприимчивость отрицательна и при этом она не зависит от напряжённости магнитного поля. Отрицательная магнитная восприимчивость это когда к веществу подносят магнит а оно при этом отталкивается вместо того чтобы притягиваться. К ним относятся некоторые инертные газы, например водород азот достаточно много жидкостей воде нефть и ее продукты некоторые металлы медь серебро цинк. Также многие полупроводники кремний германий. То есть диамагнетики это вещества с ковалентными связями или находящиеся в сверхпроводящем состоянии.
У парамагнетиков также магнитная восприимчивость не зависит от напряжённости поля, но при этом она положительна. То есть если сблизить парамагнетик с постоянным магнитом, то возникнет сила притягивания. К таким магнетикам относятся, кислород окись азота некоторые металлы соли железе и кобальта.
Ферромагнетики обладают высокой положительной магнитной восприимчивостью. В отличие от предыдущих материалов магнитная восприимчивость у ферромагнетиков в значительной мере зависит от напряжённости магнитного поля и температуры.
Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженности магнитного поля в веществе. Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.
Вопрос №37
Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.
Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину Φ = B · S · cos α
Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции инд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус
Опыты фарадея:
Если в проволочную катушку вдвигать постоянный магнит, в катушке появляется эл. Ток. Магнит можно заменить другой катушкой с током и перемещать одну катушку относительно другой с помощью рубильника включать или выключать ток в первичной обмотке, можно менять в ней силу тока с помощью реостата-результат окажется один и тот же : при любых изменениях магнитного поля во вторичной обмотке возникает индукционный ток. Чем быстрее меняется магнитное поле, тем больше возникающий индукционный ток.
Вопрос №38
Правило Ленца
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим линейным полем противодействует изменению магнитного тока, которым он вызван
Применение:
Вопрос №39
ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле.
Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток
Индукционное электрическое поле является вихревым.
Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного тока
Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля
индукционное электрическое поле
( вихревое электр. поле )
Вопрос №40
Возникновение в замкнутом проводнике эл.тока под действием изменяющегося магнитного поля называют явлением эл.маг индукции.
Вопрос №41
Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции
При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции.-явление самоиндукции.
Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.
Также индуктивность можно рассчитать по формуле:
Вопрос №42
Механические колебания - периодически повторяющиеся отклонения колеблющегося тела то в одну то в другую сторону.
Периодом [Т] называют промежуток времени, в течение которого колебание полностью повторяется.
Частотой [ню] называют число колебаний в единицу времени
Амплитудой (Хm) называют максимальное смещение колеблющийся точки от положения равновесия
Смещением колеблющийся точки называют ее координату в данный момент времени.
Круговой или циклической частотой (Омега) называют число колебаний за 2П секунд.
[омежка]=рад\сек
Выражения, стоящие под знаком синуса или косинуса называют фазой. Фаза определяет , какую часть колебания уже прошла точка от начала.
Вопрос №43
Электромагнитные колебания — это колебания электрического и магнитного полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур.
Колебательный контур — это цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.
Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по катушке потечет ток (рис. 41, б). Когда конденсатор разрядится, ток в цепи не прекратится из-за самоиндукции в катушке. Индукционный ток, в соответствии с правилом Ленца, будет течь в ту же сторону и перезарядит конденсатор (рис. 41, в). Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в обратном направлении (рис. 41, г). Таким образом, в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током , и наоборот.
Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т. е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона:
Вопрос №44
Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях.
E=EmSinомегаt
Если с помощью контактных колец и скользящих по ним щеток соединить концы рамки с электрической цепью, то под действием ЭДС индукции, изменяющейся со временем по гармоническому закону, в электрической цепи возникнут вынужденные гармонические колебания силы тока - переменный ток.
На практике ЭДС возбуждается не путем вращения рамки в магнитном поле, а путем вращения магнита или электромагнита (ротора) внутри статора - неподвижных обмоток.В этих обмотках находится переменная ЭДС, что позволяет избежать снятия напряжения с помощью контактных колец.
в радиотехнике Резонанс — почти единственный метод, позволяющий отделить сигналы одной (нужной) радиостанции от сигналов всех остальных (мешающих) станций. Каждая радиостанция , излучающая э.м. волны работает на своей частоте. В антенне радиоприемника в результате явления эл.маг.индукции возбуждаются переменные токи различных частот, соответствующих частотам всех радиостанций. С антенной индуктивно связан колебательный контур.
Изменяя ёмкость конденсатора подбираем частоту контура в соответствии с нужной частотой радиостанции. Наступает резонанс и мы слышим передатчик.
Вопрос №45
Пусть какой-то двигатель приводит вращение рамку проволочную с площадью S в магнитном поле с индукцией В. Концы рамки соединены с кольцами , с которых щетками снимают полученный ток. Ток в рамке сначала возрастает от «0» до «Мах» значения, потом убывает до «0» и затем снова возрастает и убывает, но в противоположном направлении. Так получается переменный ток. ЭДС индукции изменяется по синусоидальному закону: T=EmSinомегаt
На практике удобнее сделать рамку неподвижной, намотав её на сердечник корпуса машины(статор) и вращать магниты или электромагниты (ротор).
Вопрос №46
На активном сопротивлении выделяется тепло. Амплитуда колебаний , сила тока в такой цепи меньше амплитуды эдс источника в R-раз. По фазе колебания тока и эдс совпадает.
Переменный ток с амплитудой Уm по своему тепловому действию эквивалентен постоянному току: Уg=Ym/ корень из двух-эту величину называют действующим значением переменного тока, и соответственно равны также действующие значение напряжения и действующие значение ЭДС.
Вопрос №47
Реактивное сопротивление в цепи переменного тока.
Катушка и конденсатор в цепи переменного тока создают дополнительное сопротивление. Сопротивление катушки называют индуктивным.
ХL=омежкаL
В цепи с таким сопротивлением силы тока отстают от напрядения на П\2.
Сопротивление конденсатора называют ёмкостным: Хс=1\омежкаС. В такой цепи колебания силы тока опережают колебания эдс.
Закон ома для цепи переменного тока: В цепи переменного тока появляются индуктивное и ёмкостное сопротивление, их называют реактивными, т. к. они не сопровождаются выделением тепла. Силы тока в цепи переменного тока прямо пропорционально ЭДС на концах цепи.
Вопрос №48
Активные и реактивные сопротивления реально отличаются друг от друга. На активном происходят необходимые процессы. Эл. Энергия превращается в другие виды энергии. На реактивном происходят необратимые процессы: 1\4 периода, катушка накапливает энергию,2-ю четверть возвращает ее.
Мощностью переменного тока будем называть произведение P=UYcosa, где cosa=R\Z
Векторная диаграмма - это изображение синусоидально изменяющихся величин в виде векторов на плоскости.
построение векторной диаграммы напряжений для цепи, состоящей из последовательно подключенных конденсатора, резистора и катушки. Напряжение на катушке UL=15 В, напряжение на конденсаторе UC=20 В, напряжение на резисторе UR=10 В, ток в цепи I=3А. Требуется найти общее напряжение.
Катушка носит индуктивный характер, а значит, в ней напряжение опережает ток по фазе на 90°. Конденсатор носит емкостной характер, значит, ток в нем опережает по фазе напряжение на 90°.
Резистор обладает только активным сопротивлением, и напряжение в нем совпадает по фазе с током.
Итак, для начала отложим вектор тока в масштабе. Масштаб для тока у нас будет 1 А/см.
Теперь отложим вектор напряжения на катушке, масштаб для напряжения возьмем 5 В/см, получается, что нужно отложить шесть клеток вверх, так как напряжение в катушке опережает ток. Для наглядности обозначим синим цветом.
Далее мы будем откладывать вектор активного сопротивления, так как напряжение в одной фазе с током, то мы его откладываем из конца вектора UL параллельно вектору тока I. Обозначим его красным цветом
И последним этапом мы отложим вектор общего напряжения, из начала координат в конец вектора UC и обозначим его зеленым цветом.
Общее напряжение получилось равным 2,23 В, причем характер цепи емкостной, так как напряжение отстает от тока.
Вопрос №49
Устройство трансформатора:
1)сердечник предназначен для концентрации магнитного поля м\у катушками и усиления магнитного потока от первичной катушки. Он изготавливается из отдельных листов магнитомягкой стали, изолированных друг от друга специальным лаком.
2) На сердечник надевают первичную обмотку с числом витков n1 и вторичную обмотку с числом витков n2.
Работа трансформатора:
Когда по первичной обмотке течет переменный ток, у которого периодически меняется напряжение и сила тока, то вместе с этим изменяется магнитное поле. В этом поле находятся витки провода второй обмотки. По закону Фарадея во второй обмотке возникает ЭДС индукции. Если концы второй обмотки замкнуть между собой, то в замкнутой цепи по течет эл.ток.
Режим работы трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой называют холостым ходом.
В этом случае в первичной обмотке трансформатора течет очень небольшой ток, трансформатор потребляет наибольшую мощность,которая практически совпадает с мощностью , расходуемой пере подключении сердечника. Эти потери на гистерезис (в стали). У повышающих трансформаторов число витков во вторичной обмотке больше числа витков у первичной; у понижающих наоборот. КПД больших трансформаторов 98-99%, малых-95-96%.
Вопрос№51
Преломление света — явление, при котором луч света, переходя из одной среды в другую, изменяет направление на границе этих сред.
Преломление света происходит по следующему закону:
Падающий и преломленный лучи и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред: sina\sinb=n
Угол отражения равен углу падения.
Лучи(падающий, отраженный и преломленный) лежат в одной плоскости с перпендикуляром с восстановленным к границе раздела сред в точку падения луча.
Пусть луч падает из стекла в воздух. Альфао называют предельным углом, потому что если увеличить еще угол альфа луч во вторую среду не попадает. Говорят, наступила полное внутреннее отрожение.