2) вынужденные кол-я – кол-я в цепи под действием внешнего периодического ЭДС. Переменный электрический ток – это ток, кот. меняется по величине и направлению по гармон. закону. Пер. эл. ток представляет собой не что иное, как вынужденные ЭМК. I и U меняются по гармон. закону: i=Imsin wt; u=Umsinwt; проволочную рамку, вращающуюся в пост. однородном магн. Поле можно рассматривать, как простейшую модель генератора перем. эл. тока. Ф=ВScosa;
Ei=-DФ/Dt.=-Ф1(t); a= wt; e=-Ф1(t)=-(BScosa)=-(-BSwsinwt);
ei =Emsin wt – ур-е Г.К. ЭДС. I=ÖI2=Im/Ö2 – действующее значение перемен. эл. тока, величина, равная кв. корню из среднего значения квадрата I. U=ÖU2=Um/Ö2; p=ImUm/2 – мощность. Мощность в цепи перем. Э.Т. опред. действ. значениями I и U; Сопротивление R назыв. активным, потому что при наличии нагрузки, обладающей этим R(резистора), цепь поглощает энергию, поступающюю от генератора. Эта энергия превращается во внутр. энергию проводников – они нагреваются. P=I2R; R=P/I2 – активное R. При небольших значениях n пер Э.Т. R проводника не зависит от n и практич. совпадает с его электрическим сопр. В цепи пост. тока. ; рассмотрим эл. цепь, сост. Из последовательно соед-х резистора, конденсатора и катушки. U=UR +UL+UC; (сумма магнитных значений напряжений на послед-но включённых эл-х цепи = магн. Значению приложенного напряжения); i=Imcoswt; (кол-я I во всех эл-х цепи происходят по закону i=Imcos wt). Кол-я U на резисторе по фазе совп. c кол-ми I; кол-я U на конденсаторе отстают от кол-й I на p/2; кол-я U на катушке опережают кол-я I на p/2.)Поэтому u=URmcoswt+UCmcos(wt-p/2)+ULmcos(wt+p/2); Um- ?Закон ома для эл цепи пер тока
Билет № 11
2Эл ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовать почти без потерь энергии. Преобразование перем. тока, при кот U увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потерь мощности, осуществляется с помощью трансформатора. Трансформатор сост. Из стального сердечника, на кот. надеты 2 или более катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, назыв. первичной, подключается к источнику перем. U. Вторая обмотка присоед. “нагрузку”, назыв. вторичной.- условное обозначение трансформатора. В основу работы трансформатора положено явление ЭМИ. Включив одну из обмоток в сеть перем. тока, мы получим ток другой обмотки, если она замкнута. Е в проводах вторичной обмотки придут в движение под действием вихревого ЭП. При прохождении тока по первичной обмотки в сердечнике появляется магн. Поток, кот. возбуждает Еi в каждой обмотке. Магнитный поток сущ-т только внутри сердечника. еi в любом витке первичной или вторичной обмотки одинаково и определяется формулой еi=-DФ(t), т.к Еi=
-DФ/Dt==-Ф(t). Ф=BScosa; a=wt; ei=-(BScoswt)=-(-BSwsinwt)=Emsinwt; Em=wBS-амплитуда ЭДС в одном витке. 1) трансформатор, понижающий U: k=N1/N2;k=N1/N2=U1/U2; N-число витков в катушке; k-коэф. трансформации. N1>N2; U1>U2 Þ k>1. 2) тр, повышающий U: N1<N2;U1<U2; Þ k<1; p1»p2; I1U1»I2U2;
передача электроэнергии на знач расстояния с малыми потерями – сложная научно-техническая проблема. Потеря энергии нагревания проводов равна квадрату I в линии электропередачи: Q=I2RT; Для уменьшения потерь необходимо уменьшить I, но p=IU. Чтобы при уменьшении I не уменьшилась передаваемая мощность, следует во столько же раз увеличить U. Для этого используют повышающие трансформаторы. Для исп-я электроэнергии, U нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов. Уменьшение потерь можно также достичь, увеличить уд. сопр. (r) и длину линии электропередачи, сечения проводников увеличивать невозможно из-за возрастания m проводов.
1) Рычаг представляет собой тв. тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры т.О- точка опоры, А и В- точки приложения сил. Силы F1 и F2, действующие на рычаг направлены в одну сторону. Кратчайшее расстояние, между точкой опоры и прямой, вдоль кот. действует на рычаг сила, называется плечом силы; ОА – плечо силы F1, ОВ-плечо силы F2. Условие равновесия рычага: Рычаг н6аходится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил F1/F2=l2/l1. правило равновесия рычага было установлено Архимедом. Из этого правила видно, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу. F1l1=F2l2; Произведение модуля силы на его плечо называют моменом силы. M=FL- момент силы.
Правило моментов: рычаг находиться в равновесии, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке = моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.[M]= 1Hм. Момент силы хар-т действие силы, показывыает, что оно зависит одновременно и от модуля силы и от её плеча.
Билет № 12
1Механическая работа.
Работа постоянной силы (или механическая работа) равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами. Если на тело действует несколько сил, то берут их равнодействующую. A=Fscosa. За 1 Дж принимают работу, совершаемую силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].
Мощность.
Мощность- величина, равная отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена. [Ватт]=[Дж/с]. N=A/t=FS/t=Fu.
Энергия.
Энергия- способность тела совершать работу. Она бывает кинетическая (у движущегося тела) и потенциальная (у тела, поднятого над землей). В замкнутых системах энергия никуда не исчезает, а просто превращается из одного вида в другой и обратно. Сумма этих двух энергий составляет полную энергию тела.
Единицы измерения работы и мощности.
Работа измеряется в Джоулях (Дж). 1 Дж- работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].
Мощность измеряется в Ваттах (Вт). 1 Вт- мощность при совершенной работе в 1 Н за время 1 с.
Кинетическая энергия.
Кинетическая энергия- изменение половины произведения массы тела на квадрат его скорости. EK=mv2/2. Кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v, равна работе, которую нужно совершить, чтобы сообщить телу эту скорость. Кинетическая энергия- физическая величина, характеризующая движущееся тело; изменение этой величины равно работе силы, приложенной к телу. Теорема о кинетической энергии: работа силы (или равнодействующих сил) равна изменению кинетической энергии. A=EK1-EK2.
Связь между приращением кинетической энергии тела и работой приложенных к нему сил.
Изменение кинетической энергии материальной точки равно работе действующих на нее сила. Dx=uНDt+a(Dt)2/2= uНDt+Fcosa(Dt)2/2m= uН(muК-muН)/Fcosa+ Fcosa( muК-muН)2/2m(Fcosa)2. DA= FDxcosa= muК2/2-muН2/2= KК-KН=DK Для этого использовали следующие формулы: a= Fcosa/m, FcosaDt= muК-muН ÞDt= (muК-muН)/Fcosa.
Потенциальная энергия тела.
Потенциальная энергия тела- энергия, зависящая от положения тела или частиц тела относительно друг друга. Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=EP=mgh. Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx2/2.
Потенциальная энергия тел вблизи поверхности Земли.
Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=EP=mgh.
Потенциальная энергия упруго деформированного тела.
Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx2/2.
2Закон сохранения механической энергии.
Энергия превращается из одного вида в другой. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы. Полная энергия тела- сумма потенциальной и кинетической энергии тела. EK2+EP2=EK1+EP2.
2
2Электромагнитные волны. Их свойства.
Электромагнитная волна- процесс распространения электромагнитного поля (происходит со скоростью света). Однажды начавшийся в некоторой ты=очке пространства процесс изменения электромагнитного поля охватывает все новые и новые области окружающего пространства (Максвелл). u=1/Öee0mm0¢. Электромагнитные волны- волны, направление колебаний которых перпендикулярно направлению их распространения (поперечные волны). Они отражаются, преломляются, поляризуются, то есть ведут себя идентично другим волнам. Мех. волны распространяются в в-ве: газе, жидкости, тв. теле. Однако сущ-т один вид волн, кот. не нуждается в каком-либо в-ве. Это ЭМВ, к кот., относятся радиоволны и свет. Несмотря на сущ-е отличие ЭМВ от мех. волн, ЭМВ при своём распространении ведут себя подобно мех. ЭМВ – это распространяющиеся во времени переменные эл. и магн. Поля. Условие возникновения ЭМВ – это движение q с ускорением. ЭМВ возникает благодаря тому, что перем. эл. поле порождает перем. магн. поле. Это перем. магн. поле в свою очередь порождает перем. эл. поле.
Для образования интенсивных ЭМВ необходимо создать эл. магн. кол-я достаточно высокой n. Именно при этом условии Е эл. поля и В магн. поля будут меняться быстро. Кол-я высокой n можно получить с помощью колеб. контура. w0=1/ÖLC. Частота кол-й будет тем выше, чем меньше L и C колеб. контура. ЭМВ были впервые экспериментально обнаружены Герцем. Опыты Герца.
Герц проводил опыты с разрядом мощной индукционной катушки. Ему удалось получить сверхбыстрые колебания электрического тока прямолинейном отрезке проводника. Продолжая опыты, Герц установил, что быстрые колебания тока в одном проводнике способны вызвать колебания тока в другом проводнике, удаленном от первого на некоторое расстояние. К открытому колеб. контуру можно перейти от закрытого, раздвигать пластины конденсатора. В конце концов получится прямой провод. C и L вибратора Герца мала. Поэтому и частота кол-й весьма велика.
Свойства ЭМВ: ЭМВ поглощаются и преломляются подобно всем другим видам волн. ЭМВ волны явл. поперечными волнами. Это означает, что векторы Е и В ЭМП ^ к направлению её распространения. Интерференция- сложение в пространстве 2-х волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих кол-й; дифракция- явление отклонения света от прямолинейного направления. Поляризация - док-т, что свет ь- поперечная волна. В опытах Герца l сост. несколько десятков см. Вычислив n ЭМК вибратора, Герц смог определить скорость ЭМВ по ф-ле u=ln(она » с»300000км/с).
