ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
реклама
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ Явление элетромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями. q q m cos o t i q I m cos( o t ) 2 I m q m o u U m cos t W эл Wм W эл CU 2/2 =Cu2/2 + Li2/2 = LI 2/2 m m ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Ф ВS cos t e Em sin t Em BS i I m sin t u U m sin t Нагрузки в цепи переменного тока Um=ImR Um=ImωL Um=Im/ωc АВТОКОЛЕБАНИЯ Где образуются свободные электрические колебания? Почему колебания в колебательном контуре затухают? При каком условии колебания будут незатухающими? Обратная связь Источник энергии Устройство, регулирующее поступление энергии Колебательная система Генератор высокочастотных электромагнитных колебаний Обратная связь Источник энергии Устройство, регулирующее поступление энергии Колебательная система Генератор высокочастотных электромагнитных колебаний Т 2 LC Принципы работы генератора высокочастотных электромагнитных колебаний В катушке связи возникает индукционный ток такого направления, что транзистор открыт. Энергия от источника поступает. Это стихи Шефрана о создании человеческого разума, а в основе их лежат законы физики Я еще не устал удивляться Чудесам, что есть на Земле: Телевизору, голосу раций, Вентилятору на столе. Самолеты летят сквозь тучи, Как до этих вещей могучих Домечтаться люди могли? Я вверяю себя трамваю, Я гляжу на экран кино, Эту технику понимая, Изумляюсь ей все равно. Ток по проволоке струится, Спутник ходит по небесам. Человеку стоит дивиться Человеческим чудесам!!! Все известно вокруг Тем не менее, На Земле еще много того, Что достойно порой удивления Твоего, и моего. Яблочков П.Н. Усагин И.Ф. Прибор предназначенный для преобразования U и I переменного тока называется трансформатором. Первый трансформатор был изобретен в 1878 году русским ученым П.Н.Яблочковым и усовершенствован в 1882 году другим русским ученым И.Ф.Усагиным. Устройство трансформатора Замкнутый сердечник Первичная обмотка Вторичная обмотка Принцип действия трансформатора Устройство трансформатора. •Две катушки с разными числами витков одеты в стальной сердечник •Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. ( N1, U1, I1 ) •Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. ( N2, U2, I2 ) N-число витков. U-напряжение. I-сила тока. Физические процессы, происходящие в трансформаторах. • Первичная катушка: ~ ток создаёт ~ магнитное поле • Сердечник – усиливает магнитное поле, которое пронизывает вторичную катушку. • Вторичная катушка: ~ магнитное поле создаёт индукционный ток, напряжение которого зависит от числа витков. • N2 больше - U2 больше. Коэффициент трансформации U1 N1 I2 K U2 N2 I1 P2 I 2U 2 КПД = P1 I 1U 1 P1, P2 - мощность Коэффициент трансформации Если N2›N1, то U2›U1, КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ К‹1, ТРАНСФОРМАТОР НАЗЫВАЕТСЯ ПОВЫШАЮЩИМ Если N1›N2, то U1›U2, КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ К›1, ТРАНСФОРМАТОР НАЗЫВАЕТСЯ ПОНИЖАЮЩИМ Потери энергии при работе трансформатора На нагревание обмоток На рассеивание магнитного потока в пространство На вихревые токи в сердечнике и на его перемагничивание. Меры, предпринимаемые для уменьшения потерь Обмотка низкого напряжения делается большого сечения так, как по ней протекает ток большой силы Сердечник делают замкнутым Сердечник делают пластинчатым ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ На заводах и фабриках при подаче напряжения к двигателям станков 380-660В При передаче электроэнергии по проводам от 100 до 1000В Для электросварки и электроплавки В радиотехнике ТРАНСФОРМАТОР НИКОЛЫ ТЕСЛА С 1889 Тесла приступил к исследованиям токов ВЧ и высоких напряжений и изобрёл резонансный трансформатор, позволяющий получать высокочастотные колебания напряжения с амплитудой до миллиона Вольт. В начале столетия трансформатор Тесла использовался в медицине. Пациентов обрабатывали высокочастотными токами, оказывавшими тонизирующее и оздоравливающее действие. Трансформатор Тесла и по сей день широко используется в радиои телеаппаратуре, а также в других электроприборах. Никола Тесла сам демонстрировал на выставке свой первый трансформатор высокой частоты. Тесла был подсоединен к этому устройству и из его рук в зал били ветвистые молнии, вызывающие ужас у посетителей. Публика была потрясена! Теслу считали чуть ли не колдуном. Но не смотря на пугающий внешний вид разрядов, они безвредны для человека, так как токи высокой частоты, проходя по самой поверхности кожи, не причиняют никакого вреда. Передача электроэнергии Решение задач 1. 2. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора, чтобы повысить напряжение с 220 до 11000В, если в первичной обмотке 20 витков? Каков коэффициент трансформации? Под каким напряжением находится первичная обмотка трансформатора, имеющая 1000 витков, если во вторичной обмотке 3500 витков и напряжение 105В? 3. Мощность, потребляемая трансформатором, 90Вт. Определите силу тока во вторичной обмотке, если напряжение на зажимах вторичной обмотки 12В и КПД трансформатора 75%
