Презентация, доклад по физике на тему Токи высокой частоты (11 класс)

которого становятся значимыми такие явления, как излучение электромагнитных волн, и скин-эффект. Кроме того, если размеры элементов электрической цепи становятся сравнимыми с длиной волны переменного тока, то нарушается принцип квазистационарности, что требует особых подходов к расчёту и проектированию таких цепей.

из двух основных частей: ротора и статора. Их обращённые друг к другу поверхности имеют зубцы, взаимное перемещение которых вызывает пульсацию магнитного поля. Частота получаемого таким образом тока равна произведению числа зубцов ротора на частоту его вращения. До 1950-х годов электромашинные радиопередатчики использовались в радиовещании и радиосвязи ( Радиостанция Гриметон).
Более распространнёный способ получения ТВЧ — применение колебательных контуров. Это может быть электрическая цепь, имеющая в своём составе ёмкость и индуктивность. (Генератор сигналов).
Для получения сантиметровых и миллиметровых волн (то есть тока с частотой в миллиарды герц), используют приборы с объёмным резонатором (клистрон, магнетрон, ЛБВ, ЛОВ). В безвоздушном пространстве вблизи раскалённого катода помещают электрод, в котором сделаны одна или несколько полостей, в которые направляется поток электронов. При правильном подборе напряжения электрического поля, направления и мощности потока электронов он группируется в отдельные сгустки. Длина электромагнитной волны, получаемой в полости резонатора, приблизительно равна удвоенной длине этой полости.

квазистационарности для таких токов не осуществляются. За счет быстрого изменения магнитного поля появляются вихревые токи.
При изменении магнитного поля в проводнике вихревой ток с основным током имеет встречное направление по оси, а на поверхности, напротив, согласованное. Следовательно, токи высокой частоты обладают непостоянной плотностью относительно поперечного сечения провода, а в центре она равна практически нулю. Увеличение плотности тока происходит при приближении к внешней поверхности сечения. Токи, обладающие высокой частотой, протекают по тонкому внешнему слою проводника. На сегодняшний день такие токи нашли широкое применение.
С их помощью можно быстро разогревать металлические предметы в высокочастотной плавильной печи, осуществлять закалку стали. Для этого необходимо предмет разместить внутри катушки, где протекает высокочастотный ток. При этом поверхность детали будет нагреваться вихревыми токами, а внутренняя часть будет оставаться холодной. Затем она вынимается из катушки, происходит теплообмен, то есть внутренняя часть нагревается, а наружная поверхность охлаждается, закаливаясь.

в металлургии для плавки металлов, а также для получения электромагнитных волн необходимой частоты (радиосвязь, радиолокация).

Сверхвысокочастотные ТВЧ установки применяются для поверхностной закалки, нагрева небольших заготовок, пайки тонких и тонкостенных деталей.

Сверхвысокочастотные ТВЧ генераторы предназначены для непрерывной индукционной сварки стальных прямошовных труб, а так же плавки стекла, камня, окислов, огнеупорных материалов по бестигельной технолог...

результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое.

примеров. Для быстрого прогрева и плавления металлических тел применяются высокочастотные плавильные печи. Например, при изготовлении металлических сплавов, в состав которых входят быстро испаряющиеся вещества, плавку производят в специальных закрытых тиглях, которые помещают внутрь катушки, питаемой током высокой частоты. Вихревые токи очень быстро нагревают и расплавляют вещества в тигле.

Современное применение ТВЧ

Одно из самых последних применений – производство упаковочных материалов с помощью сварки, в частности — блистера. В Москве, как и любом другом городе, каждый покупатель ежедневно сталкивается с ней. Принцип производства состоит в том, что с помощью ТВЧ производится придание необходимой формы и последующая сварка двустороннего блистера, а полученный шов не дает возможности вскрыть упаковку без применения режущего инструмента. Таким образом нельзя подменить товар, не повредив упаковочный слой. Наиболее востребована такая упаковка в магазинах самообслуживания, и является наилучшим решением для проведения презентации товара, поскольку блистер полностью прозрачен.

предприятиях для наращивания и для увеличения износостойкости деталей.
Сущность высокочастотного индукционного нагрева заключается в использовании явлений электромагнитной индукции, поверхностного эффекта и теплового действия тока.
Если металлическую деталь поместить в магнитное поле, создаваемое индуктором, через который проходит переменный ток, то в детали возникает электродвижущая сила.
При возникновении этого тока деталь нагревается. Деталь по всей толщине нагревается неравномерно, так как плотность тока у поверхности детали больше. Объясняется это тем, что при прохождении тока по детали в ней возникают вихревые токи, которые в участках, расположенных ближе к поверхности, совпадают по направлению с направлением основного тока и увеличивают его, а в середине детали направлены в сторону, противоположную направлению основного тока, и уменьшают его.
Чем выше частота, тем больше плотность тока у поверхности детали и тем меньше нагреваемый этим током слой.

постоянный и низкочастотный ток свыше нескольких миллиамперов. Ток высокой частоты (≈ 1 МГц), даже при силе 1 А, вызывает только разогрев тканей и используется для лечения.

Использование высокочастотных токов в медицине

"Электронож" - высокочастотный аппарат, широко применяется в медицине. Он разрезает ткани и "заваривает" кровеносные сосуды.

лечебной целью. В основе методов высокочастотной электротерапии лежит воздействие на организм переменных токов, электрических, магнитных и электромагнитных полей высокой, ультравысокой и сверхвысокой частоты. Все методы высокочастотной электротерапии обладают общими признаками, что позволяет отнести их к одному разделу физиотерапии.
Во-первых, основным действующим фактором всех методов высоко- частотной терапии считается переменный ток, который либо непосредствен- венно подводится к телу пациента, либо возникает в тканях и средах
организма под влиянием переменных высокочастотных полей.
Во-вторых, общим является способ получения действующего фактора.
С этой целью в аппаратах используется колебательный контур.
В-третьих, во многом сходен и механизм действия этих факторов на организм. В основе физиологического и лечебного действия
высокочастотных электрических колебаний лежит их взаимодействие с электрически заряженными частицами тканей. Оно сопровождается неспецифическим (тепловым) и специфическим (осцилляторным) эффектами.

урожайность.
Индукционный нагрев газовой плазмы позволяет получить высокие температуры.
Поле частотой 2400 МГц в микроволновой электропечи варит суп прямо в тарелке за 2-3 минуты.
На изменении параметров колебательного контура при поднесении катушки к металлическому предмету основано действие миноискателя.
Токи высокой частоты применяются также для радиосвязи, телевидения и радиолокации.

машиностроение и металлургию на новый уровень. Термообработка ТВЧ деталей, проведенная при помощи токов высокого напряжения, увеличивает срок их эксплуатации, увеличивает износостойкость, прочность и твердость металла. Работа с токами высокой частоты не только делает работу более эффективной, но и значительно улучшает уровень качества получаемых изделий.