Преимущества электрической энергии.

1. можно передавать по проводам;

2. можно трансформировать;

3. легко превращается в другие виды энергии;

4. легко получается из других видов энергии.

Генераторы – машины, превращающие механическую энергию в энергию электрического тока.

Виды генераторов:

1. химическая энергия (аккумулятор)

2. световая энергия (солнечные батареи)

3. механическая (гидрогенераторы)

4. внутренняя энергия пара (турбогенератор)

5. атомная энергия (турбогенератор)

6. энергия магнитного поля (МГД-генератор)

Индукционные генераторы.

Электрические машины, в которых механическая энергия превращается в электрическую с помощью явления электромагнитной индукции, называется индукционными генераторами.

34. Трёхфазный ток. Типы соединений (Устройство и принцип работы).

Трехфазным током называется система трех однофазных токов, создаваемых тремя ЭДС, имеющими одинаковые амплитуды и частоту, но сдвинутыми одно относительно другой по фазе на 120* или по времени на 1/3 периода.

Типы соединений:

· звездой

· треугольником

Преимущества трехфазной системы:

· экономия в проводах

· создание асинхронных двигателей.

·

35. Асинхронный двигатель. Генератор постоянного тока (Устройство и принцип работы).

Асинхронный двигатель.

Скорость вращения витка во вращающемся магнитном поле всегда меньше скорости вращения поля; поэтому принято говорить, что вращение витка относительно поля асинхронным.

Достоинства:

1. простота изготовления и надежность их в эксплуатации;

2. легко реверсируется (легко меняется направление вращения ротора).

Недостатки:

1. низкий коэффициент мощности;

2. недопустимо длительная работа в режиме холостого хода и недогрузок.

Генератор постоянного тока.

Генераторами называют электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую. Принцип действия электрического генератора основан на использовании явления электромагнитной индукции. Если в магнитном поле постоянного магнита перемещать проводник так, чтобы он пересекал магнитный поток, то в проводнике возникнет электродвижущая сила (э.д.с). Электродвижущая сила возникает и в том случае, когда проводник остается неподвижным, а перемещается магнит. Явление возникновения индуктированной э.д.с. в проводнике называется электромагнитной индукцией. Если проводник, в котором индуктируется э.д.с, включить в замкнутую электрическую цепь, то под действием э.д.с. по цепи потечет ток, называемый индуктированным током.

36. Трансформатор. Устройство трансформатора и принцип работы. Режимы работы трансформатора.

Приборы, с помощью которых производится преобразование переменного напряжения без изменения частоты называются трансформаторами. Трансформатор представляет собой стальной сердечник с 2 или более обмотками. С первичной обмотки проводится преобразуемое напряжение, а со 2й снимается преобразованное напряжение. При работе трансформатора происходят и потери. 1) на нагрев обмоток; 2) на рассеивание магнитного потока в пространство; 3) на перемагничивание. КПД современных трансформаторов составляет 90-95%. Действие трансформатора. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает постоянный переменный магнитный поток. Режимы работы трансформатора: 1) режим холостого хода; 2) нагрузочный режим; 3) передача электроэнергии на расстоянии. 1) при холостом токе трансформатор потребляет небольшое количество энергии, ток, намагниченный стальной сердечник в следствии большой индуктивной катушки, очень мал. Передача энергии из первичной цепи во вторичную не происходит. 2) при нагрузке трансформатора происходит передача энергии из первичной во вторичную. Согласно закону сохранения энергии и превращения энергии, мощность тока во вторичной цепи равна мощности тока в первичной цепи. В действительности это равенство не наблюдается из за потерь энергии , но позволяет передавать энергию на расстояния. 3) при передаче энергии на большие расстояния нужно пользоваться высоким напряжением. Способы: уменьшение сопротивления за счет увеличения поперечного сечения проводника или 3меньшения тока в линии передачи.

37. Электромагнитная волна и её свойства. Опыт Герца. Открытый колебательный контур.

Электромагнитная волна – это распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле.

Свойства:распространяются прямолинейно, поглощаются, отражаются, преломляются, обладают дисперсией, дифрагируют, интерферируют.

Опыт Герца. Применялось явление резонанса. В качестве колебательного контура Герц использовал диполи. При подачи на одну диполь высокого напряжения в промежутке проскакивает искра, во втором контуре возникает электромагнитное колебание, и вибратор излучает волны…. Электромагнитные волны, излучаемые первым вибратором, принимаются вторым диполем.

38. Изобретение радио А.С. Поповым. Свойства электромагнитных волн.

Радиосвязь – это передача информации с помощью электромагнитных волн на расстояние.

Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии).

 

Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью. Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания — изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазона.

Свойства:распространяются прямолинейно, поглощаются, отражаются, преломляются, обладают дисперсией, дифрагируют, интерферируют

39. Принципы радиосвязи. Модуляция и детектирование.

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется сигнал с требуемыми характеристиками (частота и амплитуда сигнала). Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущее). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он демодулируется (детектируется) и фильтруется ФНЧ (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей — несущей). Таким образом, происходит извлечение полезного сигнала. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком (искажения вследствие помех и наводок).

Модуляция – это процесс управления амплитудой, частотой или другими параметрами высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой, в данном случае звуковой частоты.

Детектирование – это процесс выделения низкочастотных колебаний из модулированных колебаний высокой частоты.

40. Развитие средств связи. Радиолокация.

Виды волн:
1. Длинные (10000-1000 м)
• за счет дифракции распространяются далеко за пределы видимости антены

• хорошо отражаются от ионосферы;
• значительно поглощаются поверхностным слоем;
• при мощной радиосвязи самые надежные;
• они как бы «скользят но поверхности Земли».
2. Средние (1000-100м)
• Испытывают меньшую дифракцию у поверхности Земли и распространяются на меньшие расстояния за пределы прямой видимости.
• Испытывают зоны молчания

З. Короткие (100-10м)
• Мало дифрагируют у поверхности Земли, можно принимать в любой точке на поверхности Земли за счёт отражения от ионосферы.
• Многократно отражаются от ионосферы и поверхности Земли.
4. Ультракороткие (менее 10 м)
• Не отражаются ионосферой и свободно проходят через неё;
• Они не огибают поверхность Земли в результате дифракции. Следовательно, связь осуществляется в пределах прямой видимости антенны передатчика, а также в связи с космическими спутникам и;
• Используются рентрасляторы — специальные станции на большой высоте, принимающие сигналы, усиливающие их и излучающие дальше.
Радиолокацией называется обнаруживание различных предметов и измерение расстояния до них с помощью радиоволн

41. Развитие взглядов на природу света. Оптика. Разделы оптики. Источники света. Световой дуализм.

Оптика это раздел физики, в котором изучаются процессы распространения света и его взаимодействие с веществом.
Разделы оптики: Геометрическая (лучевая). Она на исследует природу света, а на основе законов позволяет решать задачи
физическая: 1. Волновая — она основывается на представлении о свете как электромагнитной волне и объясняет явления интерференции, дифракции и поляризации света.
2. Квантовая— рассматривает свет как пучок фотонов (квантов излучения) и объясняет явления излучения и поглощения света, фотоэффект.
• физиологическая.Изучает закономерности восприятия глазом света и механизм возникновения изображения.
Развитие взглядов на природу света1. Представления древних — из глаза выходят особые тонкие щупальца, и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов.
2 Корпускулярная теория (ньютон) перенос вещества; объясняла различные цвета излучения, законы распространения света.

3. Волновая теория (Гюйгенс) — перенос энергии волной; объясняла интерференцию и дифракцию.
4. ХIХ исследования Френеля и Фуко выяснилось преимущество волновой теории перед корпускулярной.
5. К концу ХIХ в. была создана электромагнитная теория света.

6. природа света — объясняет волновые и корпускулярные свойства света (Планк, Эйнштейн, Бор).
7. Корпускулярно-волновой дуализм — это проявление взаимосвязи двух основных форм материи вещества и поля.
Источники светатела, создающие видимое излучение.
1. Температурные — свечение возникает за счёт возбужденияатомов и молекул хаотическим движением частиц в теле при достаточно высокой температуре.
2. Люминесцентные поток летящих частиц вещества под воздействием внешнего электромагнитного излучения или химической реакцией.

42. Световой принцип Гюйгенса. Определение скорости света. Оптическая плотность среды.

Принцип Гюйгенса. Все точки фронта волны являются вибраторами, от которых распространяются элементарные волны; огибающая всех этих элементарных волн даёт новое положение фронта волны.

Определение скорости светаа) Астрономический способ принадлежит датскому астроному О. Ремеру (1676 г.). Наблюдал затмение спутников Юпитера через определённые промежутки времени, при дальнейшем изучении обнаружил запаздывание спутника вследствие движения Земли.

б) Лабораторный способпринадлежит французскому физику И. Физо (1849 г.). В основе лежит метод регистрации светового луча, прошедшего сквозь прорезь зубчатого кольца

Оптическая плотность среды –величина, характеризующая зависимость скорости распространения света от рода среды.

43. Основы фотометрии и её законы.

Фотометрия - раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессе его испускания, распространения и взаимодействием с веществом.

Первый закон освещенности: освещенность поверхности точечным источником прямо пропорциональна силе света источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой поверхности

 

Второй закон освещенности: освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей

 

Объединенный закон освещенности: освещенность, создаваемая точечным источником света на некоторой площадке, прямо пропорциональна силе света источника и косинусу угла падения лучей и обратно пропорциональна квадрату расстояния до площадки от источника

44. Геометрическая оптика и её законы. Относительный и абсолютный показатели преломления среды. Полное отражение света.

Геометрическая оптика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

1. Законы прямолинейного распространения света – в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Доказательством является образование тени и полутени.

Световым лучом называется то направление, по которому распространяется свет. Распространяется в виде светового пучка.

2. Закон отражения света

1. отраженный луч лежит в той же плоскости, в которой лежит падающий луч и перпендикуляр к отражающей поверхности, восстановленный в точке падения луча.

2. Угол отражения равен углу падения =

3. Падающий луч и отражённый всегда взаимообратимы.

Закон преломления света.

1. Преломленный луч лежит в той же плоскости, в которой лежат падающий луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе разделов двух сред.

2. При всех изменениях углов падения и преломления отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная, называется показателем преломления второй среды относительно первой. (относительный показатель преломления)Он показывает, насколько среда уменьшает скорость распространения света в себе.

Абсолютный показатель преломления-показатель преломления данного вещества по отношению к вакууму. Указывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данном веществе. N=

Явление при котором световое излучение полностью отражается от поверхности раздела прозрачных сред, называется полным отражением. Наименьший угол падения, при котором наступает полное отражение, называется предельным углом полного отражения.Используется в оптических приборах: бинокли, перископах.

 

45. Явление интерференции света. Цвета тонких плёнок. Проблема когерентности. Волновой цуг.

Источники волн, имеющие одинаковую чистоту и разность фаз, называются когерентными.

Интерференция световых волн – сложение двух волн, вследствие котором наблюдается устойчивая во времени картина усиления и ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Вывод: интерференционная картина тем более выразительна, чем больше расстояние от источников света до экрана и чем меньше расстояние между когерентными источниками света.

Цвета тонких пленок.

Белый свет падает на тонкую пленку. Частично свет отражается от верхней поверхности пленки, частично, пройдя пленку, отражается от ее нижней поверхности. Обе отраженные волны отличаются разностью хода. Белый свет монохроматичен он содержит электромагнитные волны разной длин от 400 до 760нм. Из-за того что разность хода зависит от длины волны, максимумы интерференционной картины для разных длин волн получаются в разных точках приемника. Поэтому пленки имеют радужный окрас.