 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Закон Фарадея. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):
где
— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,
— магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром.
Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:
Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:
где
— электродвижущая сила,
— число витков,
— магнитный поток через один виток,
— потокосцепление катушки когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции, в контуре возникает индукционный ток; возникновение индукционного тока указывает на наличие в цепи электродвижущей силы, называемой электродвижущей силой электромагнитной индукции. Значение индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. электромагнитной индукции 
определяются только скоростью изменения магнитного потока, т. е.
15. Механическая вибрация.Механические волны
Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени.
Гармоническим осциллятором называется система, совершающая колебания, описываемые уравнением вида. Гармоническим осциллятором называется система, совершающая колебания, описываемые уравнением вида
Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.
Различают два основных вида механических волн: упругие волны (распространение упругих деформаций) и волны на поверхности жидкости.
Упругие волны возникают благодаря связям, существующим между частицами среды: перемещение одной частицы от положения равновесия приводит к перемещению соседних частиц. Этот процесс распространяется в пространстве с конечной скоростью.
Уравнение волны выражает зависимость смещения колеблющейся точки (s), участвующей в волновом процессе, от координаты ее равновесного положения и времени. Для волны, распространяющейся вдоль направления ОХ, эта зависимость записывается в общем виде:
Если s и х направлены вдоль одной прямой, то волна продольная, если они взаимно перпендикулярны, то волна поперечная.
Выведем уравнение плоской волны. Пусть волна распространяется вдоль оси ОХ (рис. 5.20) без затухания так, что амплитуды колебаний всех точек одинаковы и равны А. Зададим колебание точки с координатой х = 0 (источник колебаний) уравнением
До точки с некоторой произвольной координатой х возмущение от начала координат дойдет через время t, поэтому колебания этой точки запаздывают:
(5.47)
Так как время и скорость распространения волны связаны зависимостью 
то вместо (5.47) получаем
(5.48)
Это и есть уравнение плоской волны, которое позволяет определить смещение любой точки, участвующей в волновом процессе, в любой момент времени. Аргумент при косинусе j= w(t - x/u) называют фазой волны. Множество точек, имеющих одновременно одинаковую фазу, называют фронтом волны. Для рассмотренного случая фронтом волны будет плоскость х = const (плоскость, перпендикулярная оси ОХ), всем точкам которой соответствует одновременно одинаковая фаза. Отсюда и название — плоская волна.
Скорость распространения фиксированной фазы колебаний называют фазовой. Предположим, что 
Продифференцировав это равенство, получим 
откуда 
Следовательно, скорость распространения фиксированной фазы колебаний и есть скорость распространения волны.
Кроме фазовой скорости различают еще групповую скорость, которую вводят тогда, когда реальная волна не может быть представлена одним гармоническим уравнением (5.48), а является суммой группы синусоидальных волн.
Длиной волны называют расстояние между двумя точками, фазы которых в один и тот же момент времени отличаются на 2p. Она равна расстоянию, пройденному волной за период колебания:
(5.49)
Уравнение волны (5.48) — одно из возможных решений общего дифференциального уравнения с частными производными, описывающего процесс распространения возмущения в среде. Такое уравнение называют волновым. Чтобы иметь представление о волновом уравнении, продифференцируем (5.48) дважды по времени t и дважды по координате х:сравнивая вторые производные получаем одномерное волновое уравнение 
16. Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.
Условное обозначение на электроприборах: 
или латинскими буквами 
.
Переменный ток можно считать квазистационарным, т. е. для него мгновенные значения силы тока во всех сечениях цепи практически одинаковы, таккак их изменения происходят достаточно медленно, а электромагнитные возмущения распространяются по цепи со скоростью, равной скорости света. Для мгновенных значений квазистационарных токов выполняются закон Ома и вытекающие из него правила Кирхгофа, которые будут использованы применительно к переменным токам (эти законы уже использовались при рассмотрении электромагнитных колебаний).
Рассмотрим последовательно процессы, происходящие на участке цепи, содержащем резистор, катушку индуктивности и конденсатор, к концам которого приложено переменное напряжение
(149.1)
где Um — амплитуда напряжения.
1. Переменный ток, текущий через резистор сопротивлением R (L®0, C®0) (рис. 213, а). При выполнении условия квазистационарности ток через резистор определяется законом Ома:
где амплитуда силы тока Im= Um/R.
Для наглядного изображения соотношений между переменными токами и напряжениями воспользуемся методом векторных диаграмм. На рис. 213, б дана векторная диаграмма амплитудных значений тока Im и напряжения Um на резисторе (сдвиг фаз между Im и Um равен нулю).
2. Электрический ток, изменяющийся по величине и направлению, называют переменным электрическим током. Вращение рамки в магнитном поле лежит в основе устройства гене-
ратора переменного тока.
2.1. Генератор переменного тока - устройство, предназначенное для получения периодически изменяющейся ЭДС и силы тока.
Основными частями всякого индукционного генератора являются
1) индуктор, создающий магнитное поле;
2) якорь – обмотка, состоящая из большого числа витков, в которых индуцируется переменная ЭДС;
3) коллектор с щетками- устройство, при помощи которого снимается с подвижных частей ток.
Кроме того, различают статор – неподвижную часть и ротор - вращающуюся часть генератора.
Во вращающемся якоре индуцируется переменная ЭДС εi=εmsinωt, которая при помощи коллектора, состоящего из двух проводящих колец, скользящим по щеткам и провода подается потребителю. В цепи потребителя будет течь переменный ток, изменяющийся по гармоническому закону х промышленных генераторах вращается электромагнит
(ротор) в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, остаются не-
подвижными. Причем, для уменьшения скорости вращения используют
электромагнит, имеющий 2, 3, 4,... пары полюсов.
Трансформатор - прибор, предназначенный для изменения силы и напряжения переменного тока без изменения частоты.
Поиск по сайту: