Электромагнитная индукция. Переменный ток. Электромагнитные волны

1.

Лекция 12. Электромагнитная индукция.
Переменный ток. Электромагнитные волны

2. Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции было открыто 29
августа 1831 г. Майклом Фарадеем
Явление электромагнитной индукции заключается в
возникновении электрического тока в проводящем
контуре, который либо покоится в переменном во
времени магнитном поле, либо движется в постоянном
магнитном поле таким образом,
что число линий магнитной
индукции, пронизывающих
контур, меняется.

3. Закон электромагнитной индукции

• Обозначение: — электродвижущая сила,
действующая вдоль произвольно выбранного
контура.[Вт] (вольт)
• Обозначение :Ф- магнитный поток[Вб](вебер)

4.

• Электродвижущая сила (ЭДС) - скалярная
физическая величина, характеризующая работу
сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического
происхождения, действующих в квазистационарных
цепях постоянного или переменного тока.
• В замкнутом проводящем контуре ЭДС
равна работе этих сил по перемещению единичного
положительного заряда вдоль всего контура ЭДС
электромагнитной индукции в замкнутом контуре
численно равна и противоположна по знаку
скорости изменения магнитного потока через
поверхность, ограниченную этим контуром.

5. Магнитный поток

• Магнитным потоком через замкнутый контур
площадью S называет физическая величина, равная
произведению модуля вектора магнитной индукции
В на площадь контура S и на косинус угла между
направлением вектора магнитной индукции и
нормалью к плоскости контура.
Ф = BScosα.

6. Магнитная индукция

• Магнитная индукция — это векторная физическая
величина, модуль которой численно равен
максимальной силе, действующей со стороны
магнитного поля на единичный элемент тока.
Единичный элемент тока — это проводник длиной
1 м и силой тока в нем 1 А.
Fmax
B=
I Δl

7. Переменный ток

• Переменным током называется электрический ток,
который изменяется с течением времени по
гармоническому закону.

8. Характеристики переменного тока

• Переменный ток характеризуется амплитудой,
периодом, частотой и фазой.
• Амплитудой называется наибольшее значение,
положительное или отрицательное, принимаемое
переменным током.
• Периодом называется время, в течение которого
происходит полное колебание тока в проводнике.
• Частота - величина, обратная периоду.
• Фаза характеризует состояние переменного
тока с течением времени.
• При t = 0 фаза называется начальной.

9. Характеристики переменного тока

• Мгновенное значение тока - значение переменного
тока в данный момент времени.
• Тепловое действие тока, а также сила взаимодействия
двух проводников, по которым проходит один и тот же
ток, пропорциональны друг другу.
• Действующее значение переменного тока равно по
величине такому постоянному току, который, проходя
через неизменное сопротивление R за период Т,
выделяет то же количество тепла, что и переменный
ток.

10. Источники переменного тока

• Переменный ток непрерывно изменяется как по
величине, так и по направлению, причем изменения
эти происходят периодически, т. е. точно
повторяются через равные промежутки времени.
• Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются
источники переменного тока, создающие
переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по
величине и направлению.
• Такие источники называются
генераторами переменного
тока.

11. Электромагнитная волна

Электромагнитные волны —
это поперечные волны, в которых
вектора напряжённостей
электрического и магнитного
полей колеблются
перпендикулярно направлению
распространения волны.
• Где Е – напряжённость электрического поля;
В – напряжённость магнитного поля;
V – направление распространения волны

12. Электромагнитная волна

• Электромагнитные волны распространяются в
вакууме со скоростью, не зависящей от скорости
источника или приёмника излучения и равной c.
• Амплитуда колебаний всех электромагнитных волн
одинакова, волны различаются лишь частотой
(длинной волны), фазой, степенью поляризации и
скоростью изменения этой поляризации..
• Электромагнитные колебания передаются особыми
полярными частицами с помощью вращений.

13.

Рассеивание(пространство)
Поглощение (водой)
Отражение(Диэлектрики)
Электромагнитн
ая волна
Интерференция
Поляризация
Дифракция
Преломление(проводники)

14. Разновидность электромагнитных волн

15. Шкала электромагнитных волн

16. Радиоволны

• Радиоволны открыты в 1886 году Г. Герцем.
• Источник – переменный ток.
Распространение радиоволн - явление переноса энергии
электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот.
• Виды волн:
• Средние и длинные волны - > 100 м
• (надежная радиосвязь на ограниченных расстояниях при
достаточной мощности) Короткие волны - от 10 до 100 м
• Ультракороткие радиоволны - < 10 м
• (радиосвязь между пунктами в пределах
прямой видимости, для связи с
космическими кораблями)

17.

18. Радиолокация

• Радиолокация – обнаружение, точное
определение местонахождения и скорости
объектов с помощью радиоволн.
• Сигнал радиоволны- электрические колебания
сверхвысокой частоты, распространяемой в виде
электромагнитных волн
• Точность измерения зависит от:
Формы
зондирующего
сигнала
Вида
сигнала
Энергии
отраженного
сигнала
Длительности
во времени
сигнала

19. Радиолокация