Магнитное и электрическое поле. Введение

Содержание

Слайд 2

Магнитное и электрическое поле

Магнитное и электрическое поле

Слайд 3

§1. Электрическое и магнитное поле 1.1. Электрическое и магнитное поле заряда

§1. Электрическое и магнитное поле

1.1. Электрическое и магнитное поле заряда

ПОЛЕ –

это форма материи.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД связан с этими полями.
Когда он неподвижен, то вокруг него - электрическое поле.
При движении образуется еще и магнитное поле.
Слайд 4

1.2. Электрическое поле *Например, во время перемещения электромагнитных волн ИЗОБРАЖАЮТ его

1.2. Электрическое поле

*Например, во время перемещения электромагнитных волн

ИЗОБРАЖАЮТ его силовыми линиями,

исходящими из положительных зарядов и оканчивающимися на отрицательных

Для практического использования выбрана силовая характеристика - НАПРЯЖЕННОСТЬ, которая оценивается по действию на единичный заряд положительного знака.

Слайд 5

1.3. Магнитное поле Также ИЗОБРАЖАЮТ силовыми линиями, но они замкнуты по

1.3. Магнитное поле

Также ИЗОБРАЖАЮТ силовыми линиями, но они замкнуты по

контуру, НЕ имеют начала и конца
(в отличие от электрических)
Слайд 6

1.4. Взаимодействие электрического и магнитного полей (2 основных закона) 1)Ампера, протекание

1.4. Взаимодействие электрического и магнитного полей (2 основных закона)

1)Ампера, протекание тока

по ПРОВОДНИКУ =>
создает вокруг него магнитную индукцию.

2)Фарадея, воздействия переменного магнитного поля на замкнутый проводник => возникновение электрического тока.

Слайд 7

1.5. Сравнительная характеристика электрического и магнитного полей Источники образования Они связаны,

1.5. Сравнительная характеристика электрического и магнитного полей

Источники образования
Они связаны, проявляются по-разному,

являются единым целым — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ полем.

В пространстве создано поле электрического НЕПОДВИЖНОГО заряда - вокруг него магнитного поля как бы НЕТ.

Наблюдатель перемещается относительно заряда, то поле станет меняться по времени и электрическая составляющая уже образует магнитную.

Слайд 8

Электротехника – наука о практическом применении электрических и магнитных явлений. Основные

Электротехника – наука о практическом применении электрических и магнитных явлений.
Основные

определения - ГОСТ Р 52002-2003.
Постоянные величины: I, U, E.
Изменяющиеся в времени: i, u, e.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ поле – вид материи, определяемый во всех точках двумя векторными величинами, называемые «электрическое поле» и «магнитное поле», оказывающими силовое воздействие на электрически заряженные частицы.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ поле – одна из сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и НЕ зависящей от ее скорости.
МАГНИТНОЕ поле - одна из сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости.

Слайд 9

§2. Законы взаимодействия полей с заряженными телами 2.1. Электрического поля ОПЫТЫ

§2. Законы взаимодействия полей с заряженными телами

2.1. Электрического поля

ОПЫТЫ КУЛОНА точечные

заряды, подвешены на тонкой и длинной нити .

Заряженный шарик, приближаясь, заставлял их отклоняться на определенную величину =>
Выявлены силы называемые Кулоновским взаимодействием.
Они описаны математическими формулами.

Слайд 10

Слайд 11

2.2. Магнитного поля ЗАКОН АМПЕРА – Возникает сила на проводник с

2.2. Магнитного поля

ЗАКОН АМПЕРА – Возникает сила на проводник с током,

размещенного внутри магнитных силовых линий.

Для направления действия силы на проводник с протекающим по нему током, применяют правило ЛЕВОЙ РУКИ.
Четыре соединенных вместе пальца располагают по направлению тока, а силовые линии магнитного поля входят в ладонь => оттопыренный большой палец укажет направление действия искомой силы.

Слайд 12

§3. Силовые характеристики полей Их принято выражать векторными величинами, имеющими: Значение

§3. Силовые характеристики полей

Их принято выражать векторными величинами, имеющими:

Значение силы, рассчитываемое

по соответствующей формуле

Определённое направление действия

Слайд 13

3.1. Электрические поля Вектор напряженности электрического поля у единичного заряда можно

3.1. Электрические поля

Вектор напряженности электрического поля у единичного заряда можно представить

в форме трехмерного изображения.

Напряженность электрического поля

Его величина:
Направлена от центра ЗАРЯДА;
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ бесконтактным действием (то есть на расстоянии) как ОТНОШЕНИЕ действующей силы к заряду.

Слайд 14

3.2. Магнитные поля На величину напряженности ВЛИЯЮТ: сила тока (проходящего по

3.2. Магнитные поля

На величину напряженности ВЛИЯЮТ:
сила тока (проходящего по

обмотке );
количество и плотность намотки ВИТКОВ, (определяющих осевую длину катушки).

Повышенные токи УВЕЛИЧИВАЮТ магнитодвижущую силу.
В двух катушках с РАВНЫМ числом витков, но РАЗНОЙ плотностью их намотки, при прохождении одного и того же ТОКА эта сила будет выше там, где витки расположены ближе.

Слайд 15

Таким образом, электрическое и магнитное поля имеют совершенно определенные отличия. НО!

Таким образом, электрическое и магнитное поля имеют совершенно определенные отличия.
НО! являются

взаимосвязанными составляющими единого общего — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
Слайд 16

Основные понятия и определения электротехники

Основные понятия и определения электротехники

Слайд 17

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ – совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ – совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического

тока.

ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – отдельное устройство, электрической цепи, выполняющее определенную функцию.
Основные элементы: источники и приемники электрической энергии

Слайд 18

В ИСТОЧНИКАХ электрической энергии различные виды энергии, (химическая, механическая) преобразуются в

В ИСТОЧНИКАХ электрической энергии различные виды энергии, (химическая, механическая) преобразуются в

электрическую (электромагнитную).
В ПРИЕМНИКАХ электрической энергии происходит обратное преобразование – электромагнитная энергия преобразуется в иные виды энергии,
например химическую (гальванические ванны выплавки алюминию или нанесения защитного покрытия), механическую (электродвигатели), тепловую (нагревательные элементы), световую (лампы дневного света).
Слайд 19

Пример электрической цепи переменного тока

Пример электрической цепи переменного тока

Слайд 20

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – графическое изображение электрической цепи,
содержащее условные обозначения

и
показывающее соединение.
Для понимания - СТРУКТУРНЫЕ
Для сбора схем - ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ, где каждому элементу соответствует условное графическое и буквенное обозначение,
Для расчетов цепей используют схемы ЗАМЕЩЕНИЯ, в которых реальные элементы замещаются расчетными моделями, а все вспомогательные элементы исключаются.

ее элементов

Слайд 21

Структурная схема Схема замещения (расчетная)

Структурная схема

Схема замещения (расчетная)

Слайд 22

Принципиальная схема Принципиальные схемы составляются по ГОСТ, например: ГОСТ 2.723-68 “Единая

Принципиальная схема

Принципиальные схемы составляются по ГОСТ, например:
ГОСТ 2.723-68 “Единая система

конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители”
ГОСТ 2.728-74 “Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы”
Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

ПО ВИДУ ТОКА цепи разделяются на цепи постоянного, переменного тока. Постоянный

ПО ВИДУ ТОКА цепи разделяются на цепи постоянного, переменного тока.
Постоянный

ток – электрический ток, не изменяющийся во времени t (а).
Все остальные токи – переменные (б) (в).

а) б) в) Виды токов в цепях

Слайд 29

ЛИНЕЙНЫЕ цепи, в которых сопротивление каждого участка НЕ зависит от значения

ЛИНЕЙНЫЕ цепи, в которых сопротивление каждого участка НЕ зависит от значения

и направления тока и напряжения.
Т.е. вольт-амперная характеристика (ВАХ) участков цепи представлена в виде прямой (линейная зависимость) (а).

где U - напряжение, (В); I – сила тока

Остальные цепи называются НЕЛИНЕЙНЫМИ (б).

Вольт – амперные характеристики (ВАХ) цепей.

Слайд 30

Электрическое СОПРОТИВЛЕНИЕ постоянному току – скалярная величина равная отношению постоянного электрического

Электрическое СОПРОТИВЛЕНИЕ постоянному току – скалярная величина равная отношению постоянного электрического

напряжения на элементе к постоянному электрическому току в нем
Слайд 31

ПОТОКОСЦЕПЛЕ́НИЕ (полный магнитный поток) — физическая величина, представляющая собой суммарный магнитный

ПОТОКОСЦЕПЛЕ́НИЕ (полный магнитный поток) — физическая величина, представляющая собой суммарный магнитный поток,

сцепляющийся со всеми витками катушки индуктивности.

где Ψ – потокосцепление, (Вб); m - число витков; Ф – магнитный поток (Вб).

ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ – потокосцепление катушки индуктивности, обусловленное электрическим током в этом элементе.

ИНДУКТИВНОСТЬ – скалярная величина, равная отношению потокосцепления самоиндукции элемента электрической цепи к электрическому току в нем.

где L - индуктивность, (Гн);
Ψ – потокосцепление, (Вб);
I – сила тока, (А)

Слайд 32

Слайд 33

Электрическая ЕМКОСТЬ одного проводника – скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать

Электрическая ЕМКОСТЬ одного проводника – скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать

электрический заряд. Равна отношению электрического заряда проводника к его электрическому потенциалу (в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что электрический потенциал бесконечно удаленной точки принят равным нулю).

Где:
С – емкость, (Ф);
q - заряд, (Кл);
Uc –напряжение на выводах конденсатора, (В).

Электрическая ЕМКОСТЬ между двумя проводниками равна абсолютному значению ОТНОШЕНИЯ электрического заряда одного проводника к разности электрических потенциалов двух проводников при этом проводники имеют одинаковые по значению, но противоположные по знаку заряды и что все другие проводники бесконечно удалены.

Слайд 34

Слайд 35

УЧАСТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – часть электрической цепи, содержащую выделенную совокупность ее элементов

УЧАСТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – часть электрической цепи, содержащую выделенную совокупность ее

элементов