затратить энергию, т.е. необходимо совершить работу. Объясняется это тем,
что при замыкании цепи, когда ток начинает нарастать, в проводнике
появляется вихревое электрическое поле, действующее против того
электрического поля, которое создаётся в проводнике благодаря источнику
тока. Для того, чтобы сила тока стала равной I, источник тока должен
совершить работу против сил вихревого поля. Эта работа идёт на увеличение
энергии магнитного поля тока. При размыкании цепи ток исчезает и вихревое
поле совершает положительную работу. Запасённая током энергия выделяется.
Это обнаруживается по мощной искре, возникающей при размыкании цепи с
большой индуктивностью.W=LI2/2.
Билет № 3
1Равномерное движение по окружности.
Движение тела по окружности- криволинейное, при нем изменяется две
координаты и направление движения. Мгновенная скорость тела в любой точке
криволинейной траектории направлена по касательной к траектории в этой
точке. Движение по любой криволинейной траектории можно представить как
движение по дугам некоторых окружностей. Равномерное движение по окружности-
движение с ускорением, хотя по модулю скорость не изменяется. Равномерное
движение по окружности- периодическое движение.
Линейная и угловая скорости.
Линейная скорость- величина, измеряемая отношением длины дуги окружности ко
времени, за которое эта дуга пройдена. Она направлена в любой момент
времени по касательной к окружности, в данной ее точке. (=2(R/T. Угловая
скорость- величина, измеряемая отношением угла поворота тела ко времени, за
которое произошел этот поворот. (=2(/R ( (=(R.
Период и частота обращения.
Период обращения- величина, равная промежутку времени, за который тело
совершило полный оборот при равномерном движении по окружности. v=2(R/T.
Частота обращения- число оборотов по окружности в единицу времени. n=1/T.
v=2(Rn. a=4(2n2R.
Ускорение при равномерном движении тела по окружности.
Ускорение тела центростремительно, то есть направлено по радиусу окружности
к ее центру. Модуль ускорения зависит от квадрата скорости тела и от
радиуса соответствующей окружности. a=(2/r. T=(r; (=1/T ( v=2(r/T=2(r( (
a=4(2r2/T2=4(2r2(2
2 Электрический ток в металлах.
Электрический ток- упорядоченное движение свободных электронов. Если внутри
металла нет электрического поля, то движение электронов хаотично и в каждый
момент скорости различных электронов имеют разную величину и направление.
Как только оно появляется, на каждый электрон начинает действовать сила,
направленная в сторону, противоположную полю. Двигаясь под действием сил
электрического поля, электроны приобретают некоторую кинетическую энергию.
При соударениях она частично передается атомам и ионам решетки. Из-за этого
происходит более интенсивное выделение тепла. При наличии тока происходит
переход энергии упорядоченного движения электронов в энергию хаотического
движения атомов, ионов и электронов (то есть во внутреннюю энергию тела).
При наличии тока внутренняя энергия тока увеличивается.
Сверхпроводимость- явление исчезновения сопротивления некоторых веществ
(металлов, растворов солей) при понижении температуры почти до абсолютного
нуля. Сверхпроводимость
В 1911 г. нидерландский ученый Камерлинг-Оннес обнаружил, что при
понижении температуры ртути до 4,1 К ее удельное сопротивление скачком
уменьшается до нуля. Явление уменьшения удельного сопротивления до нуля при
температуре, отличной от абсолютного нуля, называется сверхпроводимостью.
Материалы, обнаруживающие способность переходить при некоторых
температурах, отличных от абсолютного нуля, в сверхпроводящее состояние,
называются сверхпроводниками.
Прохождение тока в сверхпроводнике происходит без потерь энергии, поэтому
однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце электрический ток может
существовать неограниченно долго без изменения.
Сверхпроводящие вещества уже используются в электромагнитах. Однако
получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего
магнита нельзя, т. к. очень сильное магнитное поле разрушает
сверхпроводящее состояние. Поэтому для каждого проводника в сверхпроводящем
состоянии существует критическое значение силы тока, превзойти которое, не
нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя.
Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе квантовой теории.
Оно было дано лишь в 1957 г.
В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпроводимость керамик –
соединений лантана, бария, меди и кислорода. Сверхпроводимость таких
керамик сохраняется до температур около 100 К.
Закон Ома для участка цепи
Рассмотрим простейшую электрическую цепь постоянного тока, составленную из
одного гальванического элемента и проводника. На внешнем участке цепи
электрические заряды движутся под действием сил электрического поля.
Перемещение зарядов внутри проводника не приводит к выравниванию
потенциалов всех точек проводника, т. к. в каждый момент времени источник
тока доставляет к одному концу цепи точно такое же количество заряженных
частиц, какое из него перешло к другому концу внешней электрической цепи.
Поэтому сохраняется неизменным напряжение между началом и концом внешнего
участка электрической цепи; напряженность электрического поля внутри
проводников такой цепи отлична от нуля и постоянна во времени.
Немецкий физик Георг Ом в 1826 г. обнаружил, что отношение напряжение между
концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи,
к силе тока в цепи есть величина постоянная. Эту величину называют
электрическим сопротивлением проводника.
Экспериментально установленную зависимость силы тока от напряжения и
электрического сопротивления участка цепи называют законом Ома для участка
цепи:
[pic] I=?q/?t ;I=[S под I(t)]Сила тока прямо пропорциональна напряжению и
обратно пропорциональна электрическому сопротивлению участка цепи.
Зависимость сопротивления проводника от температуры.
Если пропустить ток от аккумулятора через стальную спираль, то амперметр
покажет уменьшение силы тока. Это означает, что с сопротивлением
температуры сопротивление проводника меняется.
Если при температуре, равной 0(С, сопротивление проводника равно R0, а при
температуре t оно равно R, то относительное изменение сопротивления, как
показывает опыт, прямо пропорционально изменению температуры t: [pic] (1)
Коэффициент [pic] называется температурным коэффициентом сопротивления. Он
характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры.
Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному
изменению сопротивления проводника при повышении температура на 1 К.
Для всех металлов [pic]>0 и незначительно меняется с изменением
температуры. У растворов электролитов сопротивление с ростом температуры не
уменьшается, а увеличивается. Для них [pic]N2; U1>U2 ( k>1. 2) тр, повышающий U: N1FА , то тело будет
опускаться на дно. 2)Если Fт=FА, то тело плавает внутри жидкости. 3) Если
Fт – статика. Гидростатика- раздел статики, изучающий равновесие сил в жидкостях. Аэростатика в газах 2)принцип радиосвязи заключ. в следующем. перем. эл. ток высокой (, созданный в передающей антене, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющийся ЭМП, кот. распространяется в виде ЭМВ. Достигая приёмной антена, ЭМВ вызывает в ней перем. ток той же (, на кот. работает передатчик. Модуляция- для осуществления радиотелефонной связи необходимо исп-е высокочастотных кол-й, интенсивно излучаемых антенной. Незатух. гарм. кол-я высокой ( вырабатывает генератор. Для передачи звука эти высокочастотные кол=я изменяют, или, модулируют, с помощью эл. кол-й низкой (. Амплитудная модуляция – изменение амплитуды высокочастотных кол-й со звуковой частотой. Модуляция – медленный процесс. Детектирование – в приёмнике из модулированных кол-й высокой частоты выд- тся низкочастотные колебания. Полученный в рез-те детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук. Детектирование осущ. устройством, содержащим эл-т с односторонней проводимостью – детектор. Таким эл-м может быть вакуумный и полупроводникой диод. Пусть этот прибор включён в цепь последовательно с источником модулированных кол-й и нагрузкой(резистором). Ток в цепи будет течь преимущественно в одном направлении, т.к. R диода в прямом направлении <<, чем в обратном. В цепи будет течь пульсирующий ток. Он сглаживается с помощью фильтра. Простейший фильтр представляет собой конденсатор, присоединенный к нагрузке. В рез-те работы фильтра через нагрузку течёт ток низкой (звуковой) (. Полученный в рез-те детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, кот. действовал на микрофон передатчика. После усиления кол-я низкой ( могут быть превращены в звук. Основным признаки радиосвязи: Изобретение радио Поповым: Начал с воспроизведения опытов Герца, но затем стал исп. чувствит. Способ регистрации ЭМВ. В качестве детали, непосредственно чувствующей ЭМВ, Попов исп. когерер(стеклянная трубка с двумя эл-дами на концах и метал. опилками внутри). Действие прибора основано на влиянии разрядов на опилки. В обычных условиях когерер обладает большим R. т.к. опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая ЭМВ создаёт в когерере перем. ток высокой (. Между опилками проскакивают искры, кот. какбы склеивают их. В результате R когерера резко падает. Снова вернуть прибору большое сопр-е можно если встряхнуть его. Попов для этого использовал звуковое устр-во. Цепь эл. звонка замыкалась с помощью реле в момент прихода ЭМВ. С окончанием приёма волны работа звонка сразу прекращалась. Чтобы повысить чувствительность прибора Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки. 7 мая 1895 г. – на заседании Русского физ-хим об-ва в Пите-ре Попов продемонстрировал действие своего прибора. Радиолокация – это обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн. В её основе лежит св-во отражения радиоволн. Радиолокационная установка- радиолокатор (радар)- сост. из передающей и приёмной антенны. Определение расстояния производится путём измерения времени прохождения радиоволн до цели и обратно. R=Сt/2. Для фиксации сигналов исп-т эл-лучевую трубку. Радиолокаторы исп-т для обнаружения самолётов и кораблей, в случае погоды, для локации планет и др. [pic]Телевидение – радиоволны исп-т не только для передачи звука, но и для передачи изображения. На передатчике изображение преобраз. в последовательность эл. сигналов. Этими сигналами затем модулируют кол-я, вырабатываемые генератором высокой (. В приёмнике высокочастотной модуляции кол-я детектируются, а потом преобраз-я в видимое изображение. Для передачи движения исп-т принцип кино. Изображение кадра преобразовывается с помощью
