Электромагнитные колебания

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

ФОРМУЛА ТОМСОНА

10.

Электромагнитное поле
• ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это
порождающие друг друга переменные
электрические и магнитные поля.
• Теория электромагнитного поля
создана Джеймсом Максвеллом в
1865 г.
Джеймс Клерк
• Если электрические заряды
Ма́ксвелл
(13 июня 1831,
движутся с ускорением, то
создаваемое ими электрическое поле Эдинбург, Шотландия —
5 ноября 1879,
периодически меняется и само
Кембридж, Англия) —
создает в пространстве переменное
британский
магнитное поле и т.д.
физик, математик
и механик.

11.

Электромагнитные волны
• Электромагнитные волны – это
распространяющиеся в пространстве
электромагнитные колебания.
• Они поперечны, то есть векторы и перпендикулярны
и друг другу, и направлению распространения волны.

12.

13.

14.

15.

16.

Скорость распространения
электромагнитных волн
• Скорость распространения
электромагнитных волн в вакууме c
(скорость света) – это мировая константа:
• c = 2,9979·108 м/с.
• Длина волны в вакууме и ее частота
связаны формулой:
• λ = с/ν

17.

18.

19.

Я Класс
1)Теория электромагнитного поля
https://www.yaklass.ru/p/fizika/9-klass/elektromagnitnoe-pole-i-elektromagnitnye-volny535026/elektromagnitnoe-pole-skorost-rasprostraneniia-elektromagnitnykh-voln-821795/
re-909c7722-c258-442a-a8a2-a8b898ec37c8
2)Распространение электромагнитных волн
https://www.yaklass.ru/p/fizika/9-klass/elektromagnitnoe-pole-i-elektromagnitnye-volny535026/elektromagnitnoe-pole-skorost-rasprostraneniia-elektromagnitnykh-voln-821795/
re-8ad109e4-a066-4153-866f-c7af1b38c37c
ЯКласс
3)Шкала электромагнитных волн
https://www.yaklass.ru/p/fizika/9-klass/elektromagnitnoe-pole-i-elektromagnitnyevolny-535026/elektromagnitnoe-pole-skorost-rasprostraneniia-elektromagnitnykhvoln-821795/re-d4559772-e9b1-491d-be08-ccd69ab5c9cc

20.

Влияние электромагнитных
излучений на живые организмы.
Радиоволны получаются с помощью
колебательных контуров и
макроскопических вибраторов.
Свойства:
радиоволны различных частот и с
различными длинами волн по-разному
поглощаются и отражаются средами.
проявляют свойства дифракции и
интерференции.
Применение: радиосвязь, телевидение,
радиолокация.

21.

Видимое излучение
Часть электромагнитного излучения,
воспринимаемая глазом.
Свойства:
• отражение,
• преломление,
• воздействует на глаз,
• способно к явлению дисперсии,
• интерференции,
• дифракции.

22.

Ультрафиолетовое излучение
• Источники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками.
• Излучается всеми твердыми телами, у которых
• t0 > 1000 °С,
• а также светящимися парами ртути.
• Свойства:
• Высокая химическая активность,
• невидимо,
• большая проникающая способность,
• убивает микроорганизмы,
• в небольших дозах благоприятно влияет на организм
человека (загар),
• но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие,
• изменяет развитие клеток,
• обмен веществ.
• Применение: в медицине, в промышленности.

23.

Рентгеновские лучи
• Излучаются при больших
ускорениях электронов.
• Свойства: интерференция,
дифракция рентгеновских лучей на
кристаллической решетке, большая
проникающая способность.
Облучение в больших дозах
вызывает лучевую болезнь.
• Применение: в медицине с целью
диагностики заболеваний
внутренних органов; в
промышленности для контроля
внутренней структуры различных
изделий.

24.

Источники: атомное ядро
(ядерные реакции).
Свойства:
• Имеет огромную
проникающую
способность,
• оказывает сильное
биологическое
воздействие.
Применение: в медицине,
производстве (γ дефектоскопия).
γ-излучение

25.

Влияние электромагнитных излучений на
живые организмы.
• Электромагнитное излучение частотой 50 Гц,
которое создается проводами сети
переменного тока, при длительном
воздействии вызывает сонливость, признаки
усталости, головные боли.
• Чтобы не усиливать действие бытовых
электромагнитных излучений, специалисты
рекомендуют не располагать близко друг к
другу работающие в наших квартирах
электроприборы — микроволновую печь,
электроплиту, телевизор, стиральную машину,
холодильник, утюг, электрический чайник.
• Расстояние между ними должно быть не
менее 1,5—2 м.

26.

27.

Тест на тему “Виды электромагнитного
излучения”
https://obrazovaka.ru/test/vidy-elektromagnitnogoizlucheniya.html

28.

29.

30.

31.

32.

Электрический ток величина и
направление которого меняются с
течением времени называется
переменным.
Переменный электрический ток
представляет собой
вынужденные
электромагнитные
колебания.

33.

34.

35.

Переменный ток
• Периодические или почти • Для их наблюдения и
исследования самым
периодические изменения
подходящим прибором
заряда, силы тока и
является электронный
напряжения называются
осциллограф
электромагнитными
колебаниями.
• Обычно эти колебания
происходят с очень
большой частотой,
значительно
превышающей частоту
механических колебаний:
• ٧ = 50 Гц

36.

Применение переменного тока:
·
Жилые дома и предприятия
·
Инфраструктурные и транспортные объекты
Электричество и свет
Производится он традиционно на различного рода
электростанциях - ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, АЭС и др. И
всех их объединяет одно, независимо от
используемого источника энергии (энергии воды,
сжигаемого топлива, ядерной энергии и т.д.) –
наличие генераторов переменного тока,
преобразующих механическую энергию вращения в
электрическую.

37.

Достоинства переменного тока:
легкая трансформация напряжения;
возможность комбинирования различных
систем передачи; возможность
использования общесистемной частоты.
Недостатки переменного тока:
необходимость компенсации реактивной
мощности при транспортировке на
значительные расстояния; сравнительно
высокие потери.
.

38.

Достоинства и недостатки постоянного тока
В первую очередь, чем отличается переменный ток от
постоянного, – это присутствием источников потерь на
реактивную энергию. Однако постоянный электрический ток
предполагает потери на нагрев. Точное их определение зависит
от технологии и уровня напряжения. Для высоких напряжений
– около 3% на 1000 км.
Другим источником потерь в системах электропередачи на
постоянном токе служат подстанции для преобразования
переменного тока в постоянный, и наоборот. Суммарные
потери намного ниже, чем для переменного тока, но
существенными являются материальные затраты на
строительство этих подстанций

39.

Применение постоянного тока:
·
Различные виды техники (бытовая, промышленная)
·
Автономные системы (бортовые системы автомобилей,
летательных аппаратов, морских судов или электропоездов,
общественный транспорт: трамваи и троллейбусы)
·
Электронные устройства (электрофонари, игрушки,
аккумуляторные электроинструменты и др.)
Бытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки
сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде
постоянный ток получается путем выпрямления переменного.
Ученые доказали недавно: передавать постоянный ток выгоднее.
Снижаются потери излучения линии. Переменный ток чаще
всего используется тогда, когда присутствует необходимость его
передачи на большие расстояния.

40.

41.

42.

43.

44.

Генератор
переменного тока-
устройство, предназначенное для
превращения механической энергии в
энергию переменного тока.
• В основу работы генератора положено
явление элекромагнитной индукции
• https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/magnitnye-iavleniia18851/peremennyi-tok-generator-peremennogo-toka-719341

45.

46.

47.

Рамка вращается в магнитном поле. Поскольку магнитный поток, пронизывающий рамку,
изменяется с течением времени, то в ней возникает индуцированная ЭДС:

48.

49.

Ток в цепи проходит в одном направлении в течение полуоборота рамки, а затем меняет направление на
противоположное.
Основными частями генератора переменного тока являются: индуктор, якорь, коллектор, статор, ротор.
а) устройство ротора;
б) работа генератора

50.

Принцип работы генератора переменного тока
основан на законе электромагнитной индукции: индуцирование
электродвижущей силы происходит в проволочной рамке, которая
находится в однородном вращающемся или неподвижном
магнитном поле.
Основные детали, составляющие генератор переменного тока- статор и
ротор.
Статор - неподвижная часть генератора. Сердечник статора
изготавливают из изолированных листов стали, которые варят под
определенным давлением. Благодаря этому сердечник выдерживает
повышенные нагрузки, а также импульсы и вибрации. Пазы, которые
содержат провода статорной обмотки, располагают на внутренней
поверхности статора.
Ротор - это подвижная часть генератора. Его изготавливают из железа,
а его наконечники (полюсные наконечники магнитных полюсов) - из
листового железа. Этот механизм расположен на конце обмотки вала,
который держит блок. Блок ротора выполняет следующие функции:
• запускает систему вращения магнитного поля;
• включает диодную систему возбудителя (вращение плоскости
поляризации);
• активирует охлаждающую систему (вентилятор).

51.

52.

53.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

Действующим (эффективным)
значением переменного тока называется сила такого
постоянного тока, который, проходя по цепи,
выделил бы такое же количество теплоты, что и
данный переменный ток.

61.

62.

63.

Переменный ток
Переменный ток изменяется с течением времени по гармоническому закону.

64.

65.

Мощность переменного тока
Мощность в цепи переменного тока изменяется с течением времени.
Поэтому введено понятие мгновенной мощности (мощность в некоторый
момент времени) и средней мощности (мощность за длительный
промежуток времени).

66.

67.

68.

69.

70.

71.

72.

73.

74.

75.

76.

77.

78.

79.

80.

81.

82.

83.

84.

85.

86.

87.

88.

89.

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

ТЕСТЫ
Тест на тему “Переменный электрический
ток”
https://obrazovaka.ru/fizika/peremennyyelektricheskiy-tok.html

97.

http://fizmat.by/kursy/jelektromagnt/peremen_tok

98.

99.

Преобразования энергии в
электрогенераторах
• В электрогенераторах
осуществляется преобразование
механической энергии в
электрическую.
• Генераторы приводятся во
вращение с помощью
• паровых,
• гидравлических,
• газовых турбин,
• двигателей внутреннего сгорания
и других первичных двигателей.

100.

Конденсатор • - это система из двух и более
электродов (обычно в форме
пластин, называемых
обкладками), разделённых
диэлектриком, толщина
которого мала по сравнению с
размерами обкладок
конденсатора.
• Такая система обладает
взаимной ёмкостью и
способна сохранять
электрический заряд.

101.

Колебательный контур
• КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР,
замкнутая электрическая цепь,
состоящая из конденсатора
емкостью С и катушки с
индуктивностью L, в которой
могут возбуждаться собственные
колебания с частотой,
обусловленные перекачкой
энергии из электрического поля
конденсатора в магнитное поле
катушки и обратно.
L – индуктивность
катушки;
С – электроемкость
конденсатора

102.

103.

ВЫВОДЫ
переменный электрический ток представляет собой
вынужденные электромагнитные колебания, в которых сила
тока в цепи изменяется со временем по гармоническому
закону;
получение переменной ЭДС в цепи основано на явлении
электромагнитной индукции;
на активном сопротивлении разность фаз колебаний силы
тока и напряжения равна нулю;
действующие значения переменного тока и напряжения
равны значениям постоянного тока и напряжения, при
которых в цепи с тем же активным сопротивлением
выделялась бы та же энергия;
мощность в цепи переменного тока определяется теми же
соотношениями, что и мощность постоянного тока, в которые
вместо силы постоянного тока и постоянного напряжения
подставляют соответствующие действующие значения.

104.

Вопрос 1. Какой ток называют переменным?
Переменный ток – это электрический ток, изменяющийся с течением времени
по гармоническому закону.
2. Какие преимущества переменный ток имеет перед
постоянным?
Ответ. Переменный ток имеет ряд преимуществ по
сравнению с постоянным:
генератор переменного тока значительно проще и
дешевле;
переменный ток передается на большие расстояния с
меньшими потерями.
переменный ток можно трансформировать;
переменный ток легко преобразуется в постоянный;
двигатели переменного тока значительно проще и
дешевле, чем двигатели постоянного тока.

105.

Вопрос 3. Кто стал популяризатором использования
переменного тока?
Ответ. За активное использоваение переменного тока
выступал Никола Тесла. Подробнее о войне токов между
Теслой и Эдисоном вы можете почитать в нашей
отдельной статье.
Вопрос 4. В обычной домашней розетке частота тока
равна 50 Гц. Что это значит?
Ответ. Это значит, что за одну секунду ток меняет свое
направление 50 раз.