Группа 1-6 Физика с 7 по 22.04.2020г

План урока

Урок № ______

Предмет: Физика

Дата проведения: 22.04.2020 год.

Группа № 1-6

Специальность: ТО авто

Преподаватель: Абдулгалимов Солтанмурат

Тема урока: Элементы геометрической оптики, основные законы оптики.

О́птика— раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов спектра. Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления

Основные понятия геометрической оптики - световой луч, являющийся идеализацией очень узкого светового пучка. Направление светового луча указывает направление распространения света. Световые лучи распространяются независимо друг от друга.

Законы геометрической оптики.

В вакууме и в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон прямолинейного распространения света позволяет определять области тени и полутени от точечных и протяженных источников.

На границе раздела двух сред свет испытывает отражение и преломление.

Законы отражения и преломления

 1. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к

границе раздела двух сред лежат в одной плоскости.

2. Угол отражения равен углу падения

Линзы.

Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Линза называется тонкой, если ее толщина мала по сравнению с радиусом кривизны поверхности.

Основное свойство линзы: испущенные точечным источником света под малыми углами к главной оптической оси, после преломления в линзе собираются в одну точку ( или собираются продолжения луча), т. е. изображением точечного источника является точка.

Собирающая линза

Параллельный пучок лучей после прохождения через линзу становиться сходящимся. Если падающий пучок параллелен главной оптической оси, лучи после прохождения линзы собираются в ее фокусе.

Рассеивающая линза

Параллельный пучок лучей после прохождения через линзу становиться расходящимся. Если падающий пучок параллелен главной оптической оси, то после прохождения линзы лучи идут так, что их продолжения проходящие через фокус, расположенный с той стороны линзы, откуда падает параллельный пучок.

Основные элементы линзы

Главная оптическая ось- прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы.

Оптический центр- пересечение главной оптической оси с линзой.

Побочная оптическая ось- любая прямая, проходящая через оптический центр.

Расстояние от линзы до ее фокуса называется фокусным расстоянием. Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы : D=1/F

[D]=дптр=м-1.

Основные законы геометрической оптики

Задолго до возникновения понимания истинной физической природы света человечеству уже были известны основные законы геометрической оптики.

Закон прямолинейного распространения света

Закон прямолинейного распространения света гласит, что в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон отражения света

Закон отражения света, основывается на том, что падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, находятся в одной плоскости (плоскость падения). При этом углы отражения и падения,  соответственно, являются равными величинами.

Закон преломления света

Закон преломления света, базируется на том, что падающий и преломленный лучи, также как перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение sin угла падения к sin угла преломления  является величиной, неизменной для двух приведенных сред.

Домашнее задание: сделай конспект и ответь на контрольные вопросы.

контрольные вопросы:

1.что изучает оптика?

2. назовите законы геометрической оптики?

Жду ваши ответы и вопросы на адрес электронной почты:

[email protected]

План урока

Урок № ______

Предмет: Физика

Дата проведения: 21.04.2020 год.

Группа № 1-6

Специальность: ТО авто

Преподаватель: Абдулгалимов Солтанмурат

Тема урока: Принцип телевизионной и мобильной связи.

При передаче телевизионных программ высокочастотные колебания модулируются не только звуковым, но и видеосигналом. Это осуществляется с помощью телевизионной передающей трубки, которая преобразует оптическое изображение в электромагнитные колебания. Модулированные таким образом высокочастотные колебания заключают в себе информацию и о звуке, и об изображении.

 

В телевидении используются более высокие несущие частоты — порядка миллиардов герц.

Принцип передачи изображения На передающей станции производится преобразование изображения в последовательность электрических сигналов. Этими сигналами модулируются колебания, вырабатываемые генератором высокой частоты. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстояния. В приемнике производится обратное преобразование. Высокочастотные модулированные колебания детектируются, а полученный сигнал преобразуется в видимое изображение. Для передачи движения немного отличающиеся друг от друга изображения движущегося объекта (кадры) передаются десятки раз в секунду (в России - 50 раз в секунду). Изображение кадра преобразуется с помощью передающей вакуумной электронной трубки-иконоскопа в серию электрических сигналов. Кроме иконоскопа существуют и другие передающие устройства. Внутри иконоскопа расположен мозаичный экран, на который с помощью оптической системы проецируется изображение объекта. Каждая ячейка мозаики заряжается, причем ее заряд зависит от интенсивности падающего на ячейку света. Этот заряд меняется при попадании на ячейку электронного пучка, создаваемого электронной пушкой. Электронный пучок последовательно попадает на все элементы сначала одной строчки мозаики, затем другой строчки и т. д. (всего 625 строк). От того, насколько сильно меняется заряд ячейки, зависит сила тока в резисторе R. Поэтому напряжение на резисторе изменяется пропорционально изменению освещенности вдоль строк кадра. Принцип приема изображений Высокочастотные сигналы, полученные на выходе трубки, попадают на антенну, излучающую соответствующие электромагнитные волны. Эти сигналы формируются в телевизионном приемнике после детектирования. Это видеосигналы. Они преобразуются в видимое изображение на экране приемной вакуумной электронной трубки — кинескопа. Электронная пушка такой трубки снабжена электродом, управляющим числом электронов в пучке и, следовательно, свечением экрана в месте попадания луча. Системы катушек горизонтального и вертикального отклонения заставляют электронный луч обегать весь экран точно таким же образом, как электронный луч обегает мозаичный экран в передающей трубке. Синхронность движения лучей в передающей и приемной трубках достигается посылкой специальных синхронизирующих сигналов. Телевизионные радиосигналы могут быть переданы только в диапазоне ультракоротких (метровых) волн. Такие волны распространяются обычно лишь в пределах прямой видимости антенны. Поэтому для охвата телевизионным вещанием большой территории необходимо размещать телепередатчики как можно ближе друг к другу и поднимать их антенны как можно выше. Башня Останкинского телецентра в Москве высотой 540 м обеспечивает надежный прием телепередач в радиусе 120 км. В настоящее время телевизионная сеть в нашей стране насчитывает несколько тысяч вещательных станций; их передачи принимают около 100 млн телевизоров. Для получения цветного изображения осуществляется передача трех видеосигналов, несущих компоненты изображения, соответствующие основным цветам (красному, зеленому, синему). Зона надежного приема телевидения непрерывно увеличивается, в основном за счет использования ретрансляционных спутников.

Для телевидения, как и для радиосвязи, также нужны передатчик и приёмник. Принцип их действия таков же, как и радиопередатчиков и приёмников, однако вместо микрофона и громкоговорителя используются видеокамера и видеомонитор. В XX веке они были, главным образом, вакуумными (электронно-лучевыми), а в настоящее время они полупроводниковые.

В электронно-лучевой видеокамере мозаичный экран 1 образован несколькими миллионами изолированных друг от друга зёрен серебра, покрытых цезием. Они располагаются на слюдяной пластине 2, приклеенной к металлической пластине 3. Падающий на зёрна свет 5 способен «выбивать» из них электроны, которые «стекают» по коллектору 4.

В зависимости от яркости света каждое зерно приобретает больший или меньший положительный заряд. Заряды всех зёрен мозаики «описывают» изображение. Элементы слева-внизу видеокамеры создают сканирующий электронный луч. Последовательно попадая на зёрна, луч отдаёт свои электроны на место выбитых светом. Происходит «перезарядка» – зёрна меняют заряды с «+» на «–». Заметим, что зёрна вместе с металлической пластиной 3 образуют множество микроскопических конденсаторов. При их последовательной перезарядке во внешней цепи между металлической пластиной 3 и коллектором 4 возникает меняющийся ток – видеосигнал.

В электронно-лучевом видеомониторе для превращения видеосигнала в изображение также применяют электронный луч. Его интенсивность (поток летящих электронов) меняется в соответствии с видеосигналом. Попадая на мозаичный экран, состоящий из зёрен вещества люминофора, электроны вызывают их свечение. Оно длится некоторое время, пока луч «обегает» другие зёрна на экране, что мы и воспринимаем как видеоизображение.

В этих приборах электронные лучи сканируют экраны синхронно с частотой 25 Гц, то есть пробегают их одновременно 25 раз в секунду (строку за строкой, подобно чтению книги). Это позволяет передавать и принимать быстро меняющиеся изображения.

В полупроводниковой видеокамере мозаичный экран (матрица) образован несколькими миллионами «электронных карманов» в кремниевой пластине р-типа, над которой расположены управляющие электроды. Если на них подать положительный заряд, то в кремниевой пластине под электродом карман «открывается», и в нём скапливаются высвобождающиеся под действием света электроны. Соответственно, дырки, образующиеся на местах высвобождения электронов, оттесняются электрическим полем в толщу пластины. Количество электронов, скопившихся в кармане, зависит от яркости падающего на него фрагмента изображения. Заряды всех карманов в совокупности «описывают» изображение.

Под действием управляющих сигналов особого микропроцессора осуществляется последовательное «считывание» заряда карманов. Как показано на рисунке, в момент «захвата» изображения заряд имеется только на первом электроде. Затем этот заряд переключается на следующий электрод, и электроны перемещаются в соседний карман. И так далее, до края экрана, где располагаются дополнительные электроды, на которые и «перетекает» видеосигнал.

В полупроводниковом видеомониторе для превращения видеосигнала в световое изображение применяют слой «жидких кристаллов». Он заключён между особыми полупрозрачными плёнками с мозаичной сеткой из управляющих электродов. Микропроцессор поочерёдно распределяет видеосигнал на все элементы мозаики. Электрические поля, возникающие между электродами, заставляют кристаллы каждого фрагмента мозаики по-разному поворачиваться в слое жидкости. В зависимости от этого меняется количество света, пропускаемого каждым элементом мозаики. В результате мы видим изображение, складывающееся из отдельных точек – пикселов.

К концу XX века чёрно-белое телевидение было вытеснено цветным. Его основные принципы остались прежними: мозаичный экран в передатчике и приёмнике, последовательное сканирование электронным лучом или микропроцессором элементов мозаики для формирования видеосигнала или светового изображения, передача видеосигнала радиоволнами. Усложнилась лишь мозаика экранов: каждый её элемент был заменён на красно-зелёно-синюю триаду элементов, способную передавать все оттенки цветов.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СОТОВОЙ СВЯЗИ

На большей части территории нашей страны размещается оборудование для сотовой связи, называется оно базовые станции. Их хорошо заметно на открытых площадях – в полях, между населенными пунктами. В городской черте их часто размещают на крышах зданий. Базовая станция способна уловить сигнал от смартфона на расстоянии до тридцати пяти километров, контакт между вышками осуществляется посредством специального служебного или голосового сигнала.

Активное развитие мобильной связи породило проблему, заключающуюся в ограничении частоты, а именно, рабочие каналы, расположенные близко, начали перекликаться, создавая помехи. Много лет наза была предложена идея, по которой определенный участок обслуживания оператором сотовой связи необходимо разбить на ячейки. Каждая ячейка обслуживается специальным передатчиком, предполагающим фиксированный частотный диапазон и радиус действия. Такая система исключает помехи при использовании той же частоты, но уже в другой соте. Чтобы разделить определенную площадь на равные участки наиболее оптимальной является фигура с шестью углами, напоминающая пчелиную соту, так как установленная в центе соты антенна с круговой диаграммой будет обеспечивать свободный устойчивый доступ ко всем точкам ячейки. У всех сот есть собственная полоса частот и обслуживающая базовая станция. Ячейки смежного расположения не используют одинаковые частоты, тем самым исключая перекрестные помехи и интерференции, и наоборот, соты, располагающиеся далеко друг от друга могут использовать идентичные частоты.

Когда смартфон пребывает в режиме ожидания, его приёмный механизм сканирует каналы системы. Если пользователь собираясь совершить звонок набирает номер аппарат автоматически находит станцию, которая располагается к нему ближе и посылает запрос о выделении голосового канала. Те базовые станции, которые принимают ответный сигнал, перенаправляют его данные в центр коммутации, где происходит переключение разговора на ближайшую станцию к вызываемому абоненту с более высоким уровнем сигнала. В центре коммутации, также, определяют, какой оператор мобильной связи используется вызываемым абонентом.

В том случае, если звонок осуществляется между абонентами внутри одной сети, то в центре коммутации сразу происходит идентификация месторасположения вызываемого абонента, причем, неважно где находится человек: дома, в транспорте или в командировке в другой стране. Физическое месторасположение абонента ни коим образом не помешает соединению и осуществлению звонка. Если в центр коммутации поступает информация о том, что вызываемый абонент использует оператора другой связи, тогда запрос будет отправлен в центр коммутации другой сети. В общем-то, выходит, что система довольно проста, и как работает сотовая связь понятно. Интересным остается вопрос, как же выглядит устройство базовой станции: и здесь все просто – это всего лишь несколько металлических тумб, располагающихся на крышах зданий и для бесперебойной их работы достаточно качественной вентиляции.

Домашнее задание: сделай конспект и ответь на контрольные вопросы.

контрольные вопросы:

1.назовите принципы телевизионной связи ?

2.какое влияние на жизнь человека оказывает мобильная связь?

Жду ваши ответы и вопросы на адрес электронной почты:

[email protected]

План урока

Урок № ______

Предмет: Физика

Дата проведения: 08.04.2020 год.

Группа № 1-6

Специальность:  ТО авто

Преподаватель: Абдулгалимов Солтанмурат

Тема урока: Вынужденные электромагнитные колебания.

Генератор переменного тока.

Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения заряда, силы тока и напряжения в колебательном контуре, происходящие под действием периодически изменяющейся синусоидальной (переменной) ЭДС от внешнего источника:

где ​ε​ – мгновенное значение ЭДС, εm – амплитудное значение ЭДС.

При этом к контуру подводится энергия, необходимая для компенсации потерь энергии в контуре из-за наличия сопротивления.

Резонанс в электрической цепи – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока в колебательном контуре с малым активным сопротивлением при совпадении частоты вынужденных колебаний внешней ЭДС с частотой собственных колебаний в контуре.

Емкостное и индуктивное сопротивления по-разному изменяются в зависимости от частоты. С увеличением частоты растет индуктивное сопротивление, а емкостное уменьшается. С уменьшением частоты растет емкостное сопротивление и уменьшается индуктивное сопротивление. Кроме того, колебания напряжения на конденсаторе и катушке имеют разный сдвиг фаз по отношению к колебаниям силы тока: для катушки колебания напряжения и силы тока имеют сдвиг фаз ​φL=−π/2​, а на конденсаторе φC=π/2​. Это означает, что когда растет энергия магнитного поля катушки, то энергия электрического поля конденсатора убывает, и наоборот. При резонансной частоте индуктивное и емкостное сопротивления компенсируют друг друга и цепь обладает только активным сопротивлением.

Резонансная частота не зависит от активного сопротивления ​R​. Но чем меньше активное сопротивление цепи, тем ярче выражен резонанс.

Чем меньше потери энергии в цепи, тем сильнее выражен резонанс. Если активное сопротивление очень мало ​(R→0)​, то резонансное значение силы тока неограниченно возрастает. С увеличением сопротивления максимальное значение силы тока уменьшается, и при больших значениях сопротивления резонанс не наблюдается.

Одновременно с ростом силы тока при резонансе резко возрастают напряжения на конденсаторе и катушке. Эти напряжения становятся одинаковыми и во много раз больше внешнего напряжения. Колебания напряжения на катушке индуктивности и конденсаторе всегда происходят в противофазе. При резонансе амплитуды этих напряжений одинаковы и они компенсируют друг друга. Падение напряжения происходит только на активном сопротивлении.

При резонансе возникают наилучшие условия для поступления энергии от источника напряжения в цепь: при резонансе колебания напряжения в цепи совпадают по фазе с колебаниями силы тока. Установление колебаний происходит постепенно. Чем меньше сопротивление, тем больше времени требуется для достижения максимального значения силы тока за счет энергии, поступающей от источника.

Явление резонанса используется в радиосвязи. Каждая передающая станция работает на определенной частоте. С приемной антенной индуктивно связан колебательный контур. При приеме сигнала в катушке возникают переменные ЭДС. С помощью конденсатора переменной емкости добиваются совпадения частоты контура с частотой принимаемых колебаний. Из колебаний всевозможных частот, возбужденных в антенне, контур выделяет колебания, равные его собственной частоте.

Резонанс может привести к перегреву проводов и аварии, если цепь не рассчитана на работу в условиях резонанса.

Генера́тор переме́нного то́ка (устаревшее «альтерна́тор») — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

Как работает генератор переменного тока: генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки. Электроны перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток. Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита, то есть когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное. Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Устройство генератора переменного тока

Итак, относительно устройства генератора переменного тока и принципа его действия.

Наибольшее распространение получили генераторы переменного тока с неподвижным проводником. Обусловлено это тем, что ток возбуждения по отношению к току, который получают с генератора, небольшой. Если посмотрите на картинку, то увидите два кольца, по которым протекает ток обмотки возбуждения и это слабое звено любого генератора с обмоткой возбуждения. То есть, либо по кольцам через щётки мы подаем небольшой ток возбуждения, либо через кольца снимаем большой рабочий ток. В электричестве неподвижная часть генераторов или двигателей, на которой находится обмотка, называется статором. Подвижная часть может называться ротором или якорем.

По конструкции можно выделить:

• генераторы с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем;

• генераторы с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором.

Последние получили большее распространение, так как благодаря неподвижности статорной обмотки отпадает необходимость снимать с ротора большой ток высокого напряжения с использованием скользящих контактов (щёток) и контактных колец.

Подвижная часть генератора называется ротор, а неподвижная — статор.

Статор собирается из отдельных железных листов, изолированных друг от друга. На внутренней поверхности статора имеются пазы, куда вкладываются провода статорной обмотки генератора.

Ротор изготавливается, обычно, из сплошного железа, полюсные наконечники магнитных полюсов ротора собираются из листового железа. При вращении между статором и полюсными наконечниками ротора присутствует минимальный зазор, для создания максимально возможной магнитной индукции. Геометрическая форма полюсных наконечников подбирается такой, чтобы вырабатываемый генератором ток был наиболее близок к синусоидальному.

На сердечники полюсов посажены катушки возбуждения, питаемые постоянным током. Постоянный ток подводится с помощью щёток к контактным кольцам, расположенным на валу генератора.

По способу возбуждения генераторы переменного тока делятся на:

• генераторы, обмотки возбуждения которых питаются постоянным током от постороннего источника электрической энергии, например от аккумуляторной батареи (генераторы с независимым возбуждением).

• генераторы, обмотки возбуждения которых питаются от постороннего генератора постоянного тока малой мощности (возбудителя), сидящего на одном валу с обслуживаемым им генератором.

• генераторы, обмотки возбуждения которых питаются выпрямленным током самих же генераторов (генераторы с самовозбуждением). См также бесщёточный синхронный генератор.

• генераторы с возбуждением от постоянных магнитов.

Конструктивно можно выделить:

• генераторы с явно выраженными полюсами;

• генераторы с неявно выраженными полюсами.

По количеству фаз можно выделить:

• Однофазные генераторы. См. также конденсаторный двигатель, однофазный двигатель.

• Двухфазные генераторы. См. также двухфазная электрическая сеть, двухфазный двигатель.

• Трёхфазные генераторы. См. также трёхфазная система электроснабжения, трёхфазный двигатель.

По соединению фазных обмоток трёхфазного генератора:

• шестипроводная система Тесла (практического значения не имеет);

• соединение «звездой»;

• соединение «треугольником»;

• соединение «Славянка», сочетающее шесть обмоток в виде одной "звезды" и одного "треугольника" на одном статоре.

Наиболее распространено соединение «звездой» с нейтральным проводом (четырёхпроводная схема), позволяющее легко компенсировать фазовые перекосы и исключающее появление постоянной составляющей и паразитных кольцевых токов в обмотках генератора, приводящих к потерям энергии и перегреву.

Так как на практике в электросетях с множеством мелких потребителей нагрузка на разные фазы не является симметричной (подключается разная электрическая мощность, или например, активная нагрузка на одной фазе, а на другой индуктивная или ёмкостная, то при соединении «треугольником» или «звездой» без нейтрального провода можно получить такое неприятное явление как «перекос фаз», например, лампы накаливания, подключенные к одной из фаз, слабо светятся, а на другие фазы подаётся чрезмерно большое электрическое напряжение и включенные приборы благополучно «сгорают».

Домашнее задание: сделай конспект и ответь на контрольные вопросы.

контрольные вопросы:

1. что называют вынужденными элекромагнитными колебаниями?

2. что называют резонансом в цепи переменного тока?

3. по способу возбуждения на какие делятся генераторы ?

Жду ваши ответы и вопросы на адрес электронной почты:

[email protected]

План урока

Урок № ______

Предмет: Физика

Дата проведения: 07.04.2020 год.

Группа № 1-6

Специальность:  ТО авто

Преподаватель: Абдулгалимов Солтанмурат

тема урока: Свободные электромагнитные колебания

в колебательном контуре.

Для возбуждения электрических колебаний в диапазоне высоких частот (ВЧ) обычно используется колебательный контур с сосредоточенными параметрами (емкость и индуктивность), где электрические и магнитные поля пространственно разделены.

Рис. 10.1. Схемы колебательных контуров LC-типа: а — параллельный; б — последовательный

Электрический колебательный контур — это замкнутая электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных между собой индуктивности и емкости. Электрические колебания, т.е. поочередная передача энергии от одного элемента в цепи контура к другому, возможны только при первоначальном запасе энергии одним или двумя элементами контура. Энергия в элементы контура может подаваться от источника напряжения. По способу включения источника напряжения (U) с элементами контура различают параллельные (рис. 10.1, а) и последовательные контуры (рис. 10.1, б).

В последовательном контуре напряжение источника питания (U) пропорционально распределяется на элементы контура L и С (U = U_L + U_c), а в параллельном контуре напряжение источника первоначальной энергии (питания) действует одинаково на все (оба) элемента контура, и напряжения на элементах контура равны между собой

(u= uL=uc).

Контур LC-типа является идеальным, если в нем отсутствуют потери при передаче энергии от индуктивности к емкости и обратно, но во всяком реальном контуре, кроме индуктивности и емкости, имеется активное сопротивление г, которое распределено в проводе катушки индуктивности и в соединительных проводах и диэлектрике конденсатора. Эквивалентные схемы реальных колебательных контуров LC-типа показаны на рис. 10.2. Активное сопротивление (г) вызывает потери энергии в виде выделения тепловой энергии.

Рис. 10.2. Схемы реальных колебательных контуров LC-типа: а — параллельный; б — последовательный

Процесс колебаний в колебательном контуре определяется механизмом взаимодействия элементов колебательного контура между собой и с электрической энергией внешнего воздействия, а также энергетическими характеристиками этого воздействия.

Колебания тока и напряжения в колебательном контуре связаны с переходом (превращением) энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки индуктивности и обратно. Процессы первоначального накопления энергии в элементах контура (катушке индуктивности и конденсаторе) различаются между собой. Энергия электрического поля конденсатора определяется по формуле W = CU²/1 и зависит от напряжения, подведенного к контуру, а энергия магнитного поля катушки индуктивности зависит от тока, протекающего через нее, и определяется по формуле W= LI²/2.

Свободными колебаниями в контуре называются колебания, возникающие в нем за счет первоначально накопленной энергии в электрическом поле конденсатора либо в магнитном поле катушки индуктивности. В идеальном контуре свободные колебания являются незатухающими, т.е. могут продолжаться бесконечно долгое время. Процесс накопления первоначальной энергии в конденсаторе возможен при подключении напряжения в контуре, а для накопления энергии в катушке индуктивности необходимо протекание тока в цепи контура или воздействие магнитного потока на витки катушки индуктивности.

Рассмотрим процесс создания свободных колебаний в контуре (рис. 10.3), когда первоначальный запас энергии получает конденсатор и активное сопротивление (г) контура равно нулю, т.е. идеальный контур.

Рис. 10.3. Колебательный контур для исследования свободных электрических колебаний в контуре

Если переключатель П в положении 1 (рис. 10.3), конденсатор подключается к источнику питания и заряжается до напряжения источника питания ([/) и в электрическом поле между пластинами конденсатора будет запасена энергия W_c (рис. 10.4, а).

Если переключатель П перевести в положение 2, конденсатор начинает разряжаться на катушку индуктивности L (рис. 10.4, б) и в контуре возникает ток (/_рс), который будет нарастать постепенно, так как этому препятствует ЭДС (e_L) самоиндукции (противо- ЭДС) e_L катушки индуктивности (L).

При увеличении тока в катушке, следовательно, и в контуре конденсатор разряжается и напряжение на нем (U_c) падает. Таким образом, нарастание тока в контуре соответствует спаду напряжения на конденсаторе. В момент времени t_x напряжение на конденсаторе Uq становится равным нулю. При этом ток через катушку (контур) максимален, и вся энергия электрического поля конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки индуктивности W_L, так как контур по условию идеален. Когда конденсатор полностью разряжен, напряжение на его обкладках исчезает, в это время ток в катушке максимальный. Так как в данный момент отсутствует сила (напряжение U_c), под держивающая ток, то начинает снижаться ЭДС самоиндукции и ток в контуре начинает убывать. В катушке индуктивности L возникает ЭДС самоиндукции обратной полярности, препятствующая уменьшению силы тока. При уменьшении тока происходит перезаряд конденсатора (/_зс), в результате которого увеличивается напряжение на его обкладках, противоположное по знаку в первоначальный момент времени /₀ (рис. 10.4, в). Когда ток спадает до нуля, напряжение на конденсаторе достигает максимума (t₂). Роль источника в это время выполняет катушка индуктивности.

Рис. 10.4. Свободные электрические колебания в колебательном контуре LC-типа: а—д — состояние конденсатора и катушки индуктивности; е — волновая диаграмма напряжения и тока в контуре

В момент времени t₂ (см. рис. 10.4, в) вся энергия магнитного поля снова переходит в энергию электрического поля конденсатора. При отсутствии потерь в контуре энергия конденсатора полностью передается в катушку индуктивности (W_c = IV_L). После окончания заряда конденсатора конденсатор начинает разряжаться (/_рс) через катушку индуктивности (интервал t₂—t₃) и напряжение на нем уменьшается (рис. 10.4, г). Ток в контуре возрастает, но в направлении, противоположном первоначальному направлению при заряде конденсатора (интервал /₀—fj). В дальнейшем процессы повторяются и носят гармонический (повторяющийся) характер и при отсутствии потерь являются незатухающими, т.е. повторяющимися многократно. В процессе этих изменений (колебаний) на пластинах конденсатора постоянно меняется полярность, т.е. возникает переменное напряжение, а в контуре протекает переменный ток (в разных направлениях). Амплитуды колебаний тока и напряжения зависят от количества первоначально полученной энергии, а период и частота — от параметров контура L и С.

Домашнее задание: сделай конспект и ответь на контрольные вопросы.

контрольные вопросы:

1. какие колебаеия называются элекромагнитными колебаниями?

2. что происходит при увеличении тока в катушке?

Жду ваши ответы и вопросы на адрес электронной почты:

[email protected]

 

План урока

Урок № ______

Предмет: Физика

Дата проведения: 06.04.2020 год.

Группа № 1-6

Специальность: ТО авто

Преподаватель: Абдулгалимов Солтанмурат

Тема урока: Техника безопасности в обращении с электроприборами.

Значение электричества в жизни человека очень велико. В быту, т, е. в повседневной жизни человека, электрический ток используется как для освещения жилых помещений, так и для питания различных бытовых приборов. С помощью этих приборов можно приготовить пищу (электроплитка, духовка), выстирать и отутюжить белье (стиральная машина, утюг), убрать помещение (пылесос), длительное время сохранять продукты свежими (холодильник) и т. д.

Бытовые электроприборы облегчают труд хозяек, сокращают время на выполнение домашних работ. Они ценны и тем, что не коптят и не оставляют золы.

Все бытовые электроприборы включают в сеть при помощи соединительного электрошнура и штепсельной вилки.

Техника безопасности и правила обращения с электроприборами
При обращении с электроприборами нужно строго выполнять правила безопасности (нарушение этих правил может стать причиной несчастных случаев):

1. Ни в коем случае нельзя касаться оголенных проводов, по которым идет электрический ток.

2. Нельзя проверять наличие электрического тока в приборах или проводах пальцами. Чтобы не повредить изоляции и чтобы не было коротких замыканий (вспышек пламени), нельзя защемлять провода дверями, оконными рамами, закреплять провода на гвоздях. Нужно следить за тем, чтобы электрические провода не соприкасались с батареями отопления, трубами водопровода, с телефонными и радиотрансляционными проводами.

3. Нельзя позволять детям играть у розеток, втыкать в них шпильки, булавки, дергать провода, так как это может привести к поражению током.

4. Нельзя вешать одежду и другие вещи на выключатели, ролики и провода, так как провода могут оборваться. Коснувшись один другого, они вызовут пожар.

5. Опасно включать и выключать электрические лампочки, а также бытовые приборы мокрыми руками. Заменять перегоревшие лампочки нужно при отключенном выключателе.

6. Категорически запрещается пользоваться бытовыми электроприборами, по корпусу которых проходит ток (прибор «кусается»). Штепсельную вилку при включении и выключении приборов нужно брать за пластмассовую колодку, а не за провод.

7. Приборы, в которых кипятят воду, готовят пищу (электрочайники, кастрюли), нельзя включать в сеть пустыми. Их нужно наполнить водой не меньше чем на одну треть. Когда наливают воду в чайник или кастрюлю, они должны быть обязательно выключены.

8. Нужно следить также и за тем, чтобы шнуры, снятые с приборов, не оставались присоединенными к штепсельной розетке, потому что при случайном прикосновении к ним возможно поражение током.

9. Включать и выключать любой электробытовой прибор нужно одной рукой, желательно правой, не касаясь при этом водопроводных, газовых и отопительных труб.

10. Чтобы избежать пожара, бытовые электроприборы нужно устанавливать на специальных подставках (керамических, металлических или из асбеста) и на безопасном расстоянии от легко загорающихся предметов (занавесей, портьер, скатертей).

11. Нельзя оставлять включенные электроприборы без надзора или поручать наблюдать за ними детям. Это может привести к пожару.

Правила безопасности при контакте с электроприборами необходимо соблюдать везде. Дома, на улице, работе, производстве разные условия использования электрического оборудования. Следовательно, и требования работы с ними будут несколько отличаться. Общие действия Домашние электроприборы Бытовые приборы в квартире расположены в каждом помещении, особенно большое количество их сконцентрировано на кухне. Наиболее высокая опасность использования техники в сочетании с водой, так как возрастает вероятность поражения электрическим током. Во избежание тяжелых последствий следует соблюдать технику безопасности с домашними электроприборами.

Для работы оборудования следует использовать заземленные розетки. Нельзя браться за провода и работающую технику мокрыми руками. Не следует выдергивать вилку из розетки за шнур. Запрещается пользоваться неисправными приборами. Нельзя разбирать или ремонтировать технику, включенную в розетку. Запрещается включать одновременно количество электроприборов, превышающее допустимое число для данного потребителя. Опасно касаться металлических поверхностей, держа в руках работающее электрическое устройство.

Электробезопасность дома Обратите внимание! Не оставляйте без присмотра оборудование повышенной опасности: утюги, парогенераторы, кондиционеры, обогреватели, электрические плиты. Не бросайте включенными утюжки, выпрямители для волос, фены! Электрические плиты следует устанавливать на расстоянии 50 см от штор. На кухне приборы необходимо располагать на расстоянии минимум 50 см от крана с водой. При включении оборудования на шнуре не должно быть узлов и заломов, во избежание нарушения изоляции. Ни в коем случае нельзя прикасаться к оголенным проводам, светотехнической фурнитуре во время монтажа. Кабель следует подключать сначала к электроприбору, а затем к источнику питания. Нельзя сушить вещи на электрообогревателях. Проводы должны находиться на удаленном расстоянии от газовых труб, радиаторов отопления, обогревателей, электрических плит, и других нагревающихся устройств. Перед подключением нового электроприбора необходимо внимательно изучить инструкцию. Важно! Нельзя вкручивать лампочки мокрыми руками или стоя на влажном полу! Только при соблюдении требований, работа с техникой будет безопасной. Уличные электроприборы На улице человека окружает огромная сеть проводов, электрических установок. Дождь, роса на траве, лужи — дополнительный риск поражения электрическим током. Соответственно требования безопасности возрастают при работе с электроприборами.

Запрещается хождение по влажной земле, особенно без обуви, держа в руках включенный прибор. Не стоит привязывать бельевые веревки к водосточным трубам, расположенным вблизи линий электропередач. Нельзя устанавливать, регулировать, ремонтировать антенны рядом с проводами. Опасно для жизни дотрагиваться до любых предметов, находящихся на не обесточенных линиях.

Домашнее задание: сделай конспект и ответь на контрольные вопросы.

контрольные вопросы:

1.перечислите правила обращения с электроприборами?

2. для чего следует использовать заземление розетки?

Жду ваши ответы и вопросы на адрес электронной почты:

[email protected]