Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 409.7 Kb.
|
| §39. Резистор в цепи переменного тока. Напряжение и сила тока в резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.  Какой переменный ток эквивалентен по действию постоянному току 1А? Сила переменного тока 1А-сила тока выделяющего в проводнике такое же количество теплоты, что и постоянный ток 1А за тот же промежуток времени. Амперметр переменного тока измеряет действующее значение силы тока. Действующее значение силы переменного тока равно силе постоянного тока, при котором в проводнике выделяется такое же количество теплоты, что и при переменном токе за тот же промежуток времени. Если переменный ток изменяется по гармоническому закону, в качестве промежутка времени выбирается период изменения тока. равенство количества теплоты, выделяемого за период переменным и постоянным током, означает равенство средних тепловых мощностей этих токов. Действующее значение силы и напряжения переменного гармонического тока в  раз меньше их амплитуды.  Активное сопротивление- сопротивление элемента электрической цепи, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется во внутреннюю. Урок 24 §40. Конденсатор в цепи переменного тока.   Разрядка конденсатора: а) через лампу; б) зависимость напряжения на конденсаторе от времени.  Зарядка конденсатора от источника постоянного напряжения: а) схема зарядки; б) изменение со временем напряжения на конденсаторе. Зарядка конденсатора. Ток смещения. Если замкнуть ключ (рис. 7.1), то лампа при постоянном токе гореть не будет: емкость C – разрывает цепь постоянного тока. Но вот в моменты включения лампа будет вспыхивать.  Рис. 7.1 При переменном токе – лампа горит, но в то же время нам ясно, что электроны из одной обкладки в другую не переходят – между ними изолятор (или вакуум). А вот если бы взять прибор, измеряющий магнитное поле, то в промежутке между обкладками мы обнаружили бы магнитное поле (рис. 7.2).  Рис. 7.2 Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение ток смещения. Этот термин имеет смысл в таких веществах, как, например, диэлектрики. Там смещаются заряды под действием электрического поля. Но в вакууме зарядов нет – там смещаться нечему, а магнитное поле есть. То есть название Максвелла «ток смещения» – не совсем удачное, но смысл, вкладываемый в него Максвеллом, – правильный. Максвелл сделал вывод: всякое переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле. Токи проводимости в проводнике замыкаются токами смещения в диэлектрике или в вакууме. Переменное электрическое поле в конденсаторе создает такое же магнитное поле, как если бы между обкладками существовал ток проводимости, имеющий величину, равную току в металлическом проводнике.  Изменяющееся со временем электрическое поле является источником магнитного поля. магнитоэлектрическая индукция- явление возникновения магнитного поля в переменном электрическом поле.  Емкостное сопротивление.  Колебания силы тока в цепи конденсатора опережают по фазе колебания на его обкладках на π/2.    Урок 25 §41. Катушка индуктивности в цепи переменного тока.   - индуктивное сопротивление катушки. Колебания силы тока в катушке индуктивности отстают от колебаний напряжения в ней на π/2.  Урок 26 §42. Свободные гармонические электромагнитные колебания в колебательном контуре. Колебательный контур- цепь, состоящая из последовательно включенных катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью С.   Исследуем последовательные стадии колебательного процесса в идеализированном контуре, у которого сопротивление пренебрежимо мало (R≈0). Для возбуждения колебаний в контуре конденсатор предварительно заряжают, сообщая его обкладкам заряды ±Q. Следовательно, в начальный момент времени t=0 (рис. 1а) между обкладками конденсатора появится электрическое поле, энергия которого равна Q2/(2C) . Если конденсатор замкнуть на катушку индуктивности, то он начнет разряжаться, и в контуре начнет течь возрастающий со временем ток I. В результате энергия электрического поля будет падать, а энергия магнитного поля катушки (она равна (1/2)LI2 ) - увеличиваться.  Так как R≈0, то, используя закон сохранения энергии, полная энергия  поскольку полная энергия на нагревание не тратится. Поэтому в момент t=(1/4)T, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля станет равной нулю, а энергия магнитного поля (а следовательно, и ток) достигает максимального значения (рис. 1б). Далее, начиная с этого момента ток в контуре будет уменьшаться; значит, начнет уменьшаться магнитное поле катушки, и в ней индуцируется ток, который течет (по правилу Ленца) в том же направлении, что и ток разрядки конденсатора. Далее, начнет перезаряжаться конденсатор, появится электрическое поле, которое будет стремиться ослабить ток, который в конце концов станет равным нулю, а заряд на обкладках конденсатора станет максимальным (рис. 1в). Далее те же процессы будут протекать в обратном направлении (рис. 1г) и к моменту времени t=Т система придет в первоначальное состояние (рис. 1а). После этого рассмотренный цикл разрядки и зарядки конденсатора будет повторяться. Если бы в контуре потерь энергии не было, то совершались бы периодические незатухающие колебания, т.е. периодически изменялись (колебались) бы заряд Q на обкладках конденсатора, сила тока I, текущего через катушку индуктивности и напряжение U на конденсаторе . Значит, в контуре появляются электрические колебания, причем колебания сопровождаются превращениями энергий электрического и магнитного полей.  Урок 27 §43. Колебательный контур в цепи переменного тока. Полное сопротивление колебательного контура переменного тока зависит от частоты тока:  Резонанс в колебательном контуре- физическое явление резкого возрастания амплитуды колебаний силы тока в контуре при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственных колебаний в нем.  т.е. полученная резонансная частота совпадает с частотой собственных колебаний в контуре.Резонансная кривая- график зависимости амплитуды вынужденных колебаний силы тока от частоты приложенного к контуру напряжения.   Урок 28 §44. Примесный полупроводник -составная часть элементов схем. К полупроводникам относятся вещества, удельное сопротивление которых является промежуточным между удельным сопротивлением проводников и диэлектриков. Проводимость чистых полупроводников в отсутствие примесей называют собственной проводимостью, так как она определяется свойствами самого полупроводника. Существует два механизма собственной проводимости -электронная и дырочная.  Электронная проводимость осуществляется направленным перемещением в межатомном пространстве свободных электронов, покинувших велентную оболочку атома. Дырочная проводимость осуществляется при направленном перемещении валентных электронов между электронными оболочками соседних атомов на вакантные места (дырки). Донорные и акцепторные примеси. Примеси в полупроводнике- атомы посторонних химических элементов, содержащиеся в основном пролупроводнике. Примесная проводимость- проводимость полупроводников, обусловленная внесением в их кристаллические решетки примесей.  Полупроводники с донорной примесью называют n-типа, а с акцепторной примесью p-типа. Урок 29 §45. Полупроводниковый диод. p-n Переход- контактный слой двух примесных полупроводников p и n-типа.  Запирающий слой- двойной слой разноименных электрических зарядов, создающий электрическое поле на p-n-переходе, препятствующее свободному разделению зарядов.  включении ток через р-п переход оказывается пренебрежимо малым.  Полупроводниковый диод-элемент электрической системы, содержащий р-п переход и два вывода для включения в электрическую цепь.     §46. Транзистор. Транзистор- полупроводниковый прибор с двумя р-п- переходами и тремя выводами для включения в электрическую цепь.    Коэффициент усиления- отношение изменения выходного напряжения к изменению входного:   Урок 30 Контрольная работа Урок 31 §47. Электромагнитные волны. Электромагнитная волна- переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве. скорость распространения в вакууме электромагнитных волн совпадает со скоростью света 3*108 м\с. Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов. Напряженность электрического поля в излучаемой электромагнитной волне пропорционально ускорению излучающей заряженной частицы:  Плотность энергии электромагнитного поля в вакууме:  С учетом предыдущей зависимости получаем, что энергия излучаемой электромагнитной волны пропорциональна квадрату ускорения излучающей заряженной частицы:  Урок 32 §48. Распространение электромагнитных волн. Длина волны- расстояние, на которое распространяется волна за период колебаний ее источника.  Уравнение бегущей гармонической волны напряженности электрического поля, распространяющейся в положительном направлении оси Х со скоростью υ, имеет вид:  Уравнение бегущей гармонической волны индукции магнитного поля, распространяющейся в положительном направлении оси Х со скоростью υ, будет иметь вид:  В поляризованной электромагнитной волне колебания вектора напряженности электрического поля упорядочены. Плоскополяризованная электромагнитная волна- волна, в которой вектор напряженности и магнитной индукции колеблются только в одном направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Плоскость поляризации электромагнитной волны- плоскость, проходящая через направление колебаний вектора напряженности электрического поля и направление распространения волны. Фронт электромагнитной волны- поверхность постоянной фазы напряженности электрического поля и индукции магнитного поля. Луч- линия, вектор касательной к которой перпендикулярен фронту волны и направлен в сторону переноса энергии волны в данной точке. Урок 33 §49. Энергия, переносимая электромагнитными волнами.   Единица интенсивности волны: ватт/метр2 Для гармонических электромагнитных колебаний с амплитудой E0 так же как и для действующего значения переменного тока ,  : Следовательно, интенсивность гармонической электромагнитной волны пропорциональна квадрату амплитуды напряженности электрического поля. Интенсивность излучения точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника:  Средняя энергия излучаемой электромагнитной волны (и соответственно ее интенсивность) прямо пропорциональна среднему квадрату ускорения излучающей заряженной частицы:  Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна четвертой степени ее частоты:  Урок 34 |
