Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

--- subjects:physics:электромагнитные_колебания_и_волны [2013/07/21 21:47]
¶ создано
+++ subjects:physics:электромагнитные_колебания_и_волны [2022/03/12 17:39] (текущий)
¶
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
+<box|[[start]]>
+  * **[[Электричество]]**
+    * [[Электростатика]]
+    * [[Конденсаторы]]
+    * [[Постоянный ток]]
+    * [[Магнитное поле]]
+    * [[Электромагнитная индукция]]
+    * **Электромагнитные колебания и волны**
+    * [[Электричество в опытах]]
+    * **[[Оптика]]**
+      * [[Оптика геометрическая]]
+      * [[Оптика волновая]]
+      * [[Оптика в опытах]]
+</box>
 ====== Электромагнитные колебания и волны ======
+Электрический колебательный контур из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью  L , соединенных в замкнутую электрическую цепь.
-Электрический колебательный контур из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью   , соединенных в замкнутую электрическую цепь.
 Напряжение на конденсаторе
+$$ U=\frac{q}{C} $$
+$ q=q\left ( x \right ) $ - заряд конденсатора.
+С другой стороны U  равно ЭДС самоиндукции:
+$$ U=\varepsilon _{iЗ}=-L{I}' $$
- - заря конденсатора.
+где - $ I={q}' $     -ток в катушке.
-С другой стороны   равно ЭДС самоиндукции:
+Приравняв два выражения для U    , получим уравнение колебательного контура:
+$$ L{q}''=-\frac{q}{C} $$
-, где -      -ток в катушке.
-Приравняв два выражения для     , получим уравнение колебательного контура:
 Его решение дается формулой
+$$ x=Acos\left ( \omega t+\varphi _{0} \right ) $$
-где
+где  q=x
+$$ \omega =\frac{1}{\sqrt{LC}} $$
 отсюда для периода колебаний получим формулу Томсона:
+$$ T=2\pi \sqrt{LC} $$
 Периодически повторяющиеся изменения силы тока в катушке и напряжения между обкладками конденсатора без потребления внешней энергии наз. свободными электромагнитными колебаниями.
 Вынужденные колебания возникают когда в электрической цепи действует периодическая ЭДС, создаваемая генератором переменного тока.
 Виток в однородном магнитном поле.
-Пусть вектор индукции   составляет с перпендикуляром   у плоскости витка угол
-При вращении витка с частотой угол      меняется по закону
-Магнитный поток    через площадь витка     определяется выражением
+Пусть вектор индукции B  составляет с перпендикуляром n  у плоскости витка угол $ \alpha  $
+При вращении витка с частотой  $
+ \omega  $  угол  меняется по закону
+$ \alpha =\omega t $
+Магнитный поток Ф   через площадь витка  S   определяется выражением
+$$ Ф=BScos\omega t $$
 По закону электромагнитной индукции ЭДС меняется по гармоническому закону:
+$$ \varepsilon =-{Ф}'=\omega BSsin\omega t $$
 Индуктивность в цепи переменного тока
-Пусть в проводнике с индуктивностью      сила тока меняется по закону
+Пусть в проводнике с индуктивностью L     сила тока меняется по закону
+$$ i=Icos\omega t $$
 Напряжение на концах идеальной катушки отличается знаком от ЭДС самоиндукции:
+$$ U=\varepsilon _{iз} $$
+и
+$$ \varepsilon _{iз}=-L{i}' $$
 Поэтому
+$$ u=L{i}'=-U_{m}sin\omega t=U_{m}cos\left ( \omega t+\frac{\pi }{2} \right ) $$
+$$ U_{m}=I_{m}L\omega  $$
  - амплитуда.
-Колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на
+Колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на  $ \frac{\pi }{2} $
-Индуктивным сопротивлением наз. величина
+Индуктивным сопротивлением наз. величина $ X_{L}=\omega L $
-Связь между
+Связь между$ I_{m} ,U_{m} ,X_{L} $ совпадает
 по форме с законом Ома для постоянного тока:
+$$ I_{m}=\frac{U_{m}}{X_{L}} $$
 Емкость в цепи переменного тока.
 Изменение на обкладках конденсатора напряжения по закону
+$$ u=U_{m}cos\omega t $$
 приведет к изменению заряда
+$$ q=U_{m}Ccos\omega t $$
 и соответствующим колебаниям силы тока
+$$ i={q}'=-I_{m}sin\omega t=I_{m}cos\left ( \omega t+\frac{\pi }{2} \right ) $$
+$$ I_{m}=U_{m}\omega t $$
+- амплитуда.
- - амплитуда.
+колебания напряжения отстают по фазе от колебаний силы тока на $ \frac{\pi }{2} $    .
-колебания напряжения отстают по фазе от колебаний силы тока на     .
 Емкостным сопротивлением наз. величина
+$$ X_{c}=\frac{1}{\omega C} $$
 Имеем
+$$ I_{m}=\frac{U_{m}}{X_{c}} $$
 Резонанс в последовательной цепи, содержащей конденсатор и катушку, наступает при частоте свободных электрических колебаний:
+$$ \omega _{0}=\frac{1}{\sqrt{LC}} $$
 Трансформатор изменяет напряжение переменного  тока.
-Он состоит из первичной (    витков) и вторичной (    витков) обмоток и железного сердечника.
+Он состоит из первичной ($ N_{1} $  витков) и вторичной ($ N_{2} $    витков) обмоток и железного сердечника.
-Мощность в обмотках одинакова,
+Мощность в обмотках одинакова, а амплитуда напряжений и силы тока связаны так
+$$ \frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{I_{2}}{I_{1}}=K $$
+$$ K=\frac{N_{1}}{N_{2}} $$
+-коэффициент трансформации
+Для передачи электр. энергии по проводам используют повышающий трансформатор
+$$ \left ( K< 1 \right ) $$
+который уменьшает тепловые потери, пропорциональные $ I_{2}^{2} $
+Для бытовых нужд используют понижающий трансформатор
+$$ \left ( K>  1 \right ) $$
+**Гипотеза Максвелла**
+Не только переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле, но и переменное электрическое поле порождает магнитное поле.
+Эти поля , порождая друг друга , захватывают все новые области пространства, распространяясь в пространстве  в виде электромагнитной волны.
+**Свойства электромагнитных волн:**
+  - Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скорости света независимо от частоты колебаний.
+  - Электромагнитная волна поперечна, вектора  Е и В  перпендикулярны к направлению распространению волны и друг другу.
+  - Амплитуда  колебаний Е и В в волне связаны соотношением Е= сВ
+  - Выполняется законы отражения и преломления, аналогичные законам отражения и преломления для света.
+Радиосвязью наз. передача информации без проводов с помощью электромагнитных волн.
+ Для ее осуществления необходимы излучатель , антенна и приемник.
+===== Задачи и опыты =====
+==== Задачи ====
+++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 1|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_01-a16_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 1}}
+</box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 1>++++
+++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 2|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_03-a19_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 2}}
+</box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 2>++++
+++++Электромагнитные колебания и волны. Задача 3|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_05-a16_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Электромагнитные колебания и волны. Задача 3}}
+</box|Электромагнитные колебания и волны. Задача 3>++++
+==== Опыты ====
+=== Квазистационарные точки ===
+++++Искровые резонансные контуры|{{youtube>e7ui6mkevnM?4}}++++
+++++Искровые резонансные контуры. Подстройка индуктивностью|{{youtube>Rmvv8wEXtXc?4}}++++
+===== Рекомендуем =====
 |[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/электромагнитные_колебания_и_волны|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: электромагнитные колебания и волны}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: электромагнитные колебания и волны}}]]|
 ----
-|[[start|← ]][[start]]^[[subjects:physics:]]|[[start]][[start| →]]|
+|[[Электромагнитная индукция|← ]][[Электромагнитная индукция]]^[[subjects:physics:]]|[[Электричество в опытах]][[Электричество в опытах| →]]|

wiki.eduVdom.com

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Различия

Инструменты страницы

Записаться на занятия