Презентация, доклад на тему Урок - игра по теме Электромагнитные колебания

Содержание

Гармонические колебания и их характеристикиКолебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени. Колебания широко распространены в окружающем мире и могут иметь самую различную природу. Это могут быть механические (маятник), электромагнитные (колебательный контур) и другие

Слайд 1Математический аппарат, используемый при изучении темы «Электромагнитные колебания»

Математический аппарат, используемый при изучении темы «Электромагнитные колебания»

Слайд 2Гармонические колебания и их характеристики
Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной

повторяемостью во времени. Колебания широко распространены в окружающем мире и могут иметь самую различную природу. Это могут быть механические (маятник), электромагнитные (колебательный контур) и другие виды колебаний.  Особую роль в колебательных процессах имеет простейший вид колебаний - гармонические колебания, при которых колеблющаяся величина меняется от времени по закону синуса или косинуса.
Гармонические колебания и их характеристикиКолебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени. Колебания широко распространены

Слайд 3Графики основных тригонометрических функций

Графики основных тригонометрических функций

Слайд 4Графики основных тригонометрических функций

Графики основных тригонометрических функций

Слайд 5Уравнение гармонических колебаний имеет вид:

Уравнение гармонических колебаний имеет вид:

Слайд 6Параметры гармонических колебаний :

Параметры  гармонических колебаний :

Слайд 8ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

ПЕРЕМЕННЫЙ          ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Слайд 9ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Гармоническая ЭДС возникает, например, в

рамке, которая вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле с индукцией В. Магнитный поток Ф , пронизывающий рамку с площадью S равен:
Ф = BScos α = BScosωt,
где α  - угол между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции .


По закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока, и противодействует этому изменению:
ε = −∆Ф /∆t
ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК    Гармоническая ЭДС возникает, например, в рамке, которая вращается с постоянной угловой

Слайд 10
Гармонически изменяющийся магнитный поток вызывает синусоидальную

ЭДС индукции:
ε = −∆Ф /∆t = BSωsinωt = εm sin ωt
где – εm = BSω - амплитудное значение ЭДС индукции.
Если к контуру подключить источник внешней гармонической ЭДС ε = εm sinωt , то в нем возникнут вынужденные колебания, происходящие с циклической частотой ώ, совпадающей с частотой источника. При этом вынужденные колебания совершают заряд q, разность потенциалов u , сила тока i и другие физические величины. Это незатухающие колебания, так как к контуру подводится энергия от источника, которая компенсирует потери.
Гармонически изменяющийся магнитный поток вызывает синусоидальную ЭДС индукции:

Слайд 11 Гармонически изменяющиеся в цепи ток, напряжение и другие величины

называют переменными. В промышленных цепях переменного тока России принята частота 50 Гц.


Im, Qm, Um - амплитуды силы тока, заряда, напряжения  i, q, u - мгновенные значения силы тока, заряда, напряжения

Гармонически изменяющиеся в цепи ток, напряжение и другие величины называют переменными. В промышленных цепях переменного

Слайд 12 Для подсчета количества теплоты

Q= IUt,
выделяющегося при прохождении переменного тока по проводнику с активным сопротивлением R, используют действующие значения тока и напряжения:

Для подсчета количества теплоты

Слайд 13I тур

I тур

Слайд 14Задания I тура

Задания  I тура

Слайд 15I тур

I тур

Слайд 16Резистор, конденсатор и катушка в цепи переменного тока

Резистор, конденсатор и катушка  в цепи переменного тока

Слайд 17 Пусть цепь состоит из соединительных проводов

и нагрузки с малой индуктивностью и большим активным сопротивлением R. Сопротивление R называется активным, потому что при наличии нагрузки обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводников – они нагреваются.

Активное сопротивление в цепи переменного тока

Пусть цепь состоит из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и

Слайд 18




Ток в цепи I = I0 sin ωt ;
По закону

Ома:
U = IR = Im R sin ωt - колебания напряжения совпадают по фазе с колебаниями тока
Um = Im R - амплитуда напряжения.



С, L
пренебрежимо малы

Векторная диаграмма напряжения на сопротивлении:

Ток в цепи  I = I0 sin ωt ;По закону Ома:U = IR = Im R

Слайд 19 Как переменный ток может идти по

цепи, если она фактически разомкнута (между пластинами конденсатора заряды перемещаться не могут)? Дело в том, что происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора по действием переменного напряжения. Ток идущий в цепи при перезарядке конденсатора, нагревает нить накала лампы

Конденсатор в цепи переменного тока

Как переменный ток может идти по цепи, если она фактически разомкнута (между

Слайд 20




Заряд конденсатора:
Напряжение:
Ток в цепи:


Напряжение отстает по фазе от тока

на π/2




R → 0, L → 0

Емкостное сопротивление

Заряд конденсатора: Напряжение: Ток в цепи:Напряжение отстает по фазе от тока    на π/2			 R

Слайд 21

Катушка индуктивности оказывает сопротивление проходящему по ней переменному току. ЭДС самоиндукции, вызываемая самим переменным током, препятствует его возрастанию и, наоборот, поддерживает его при убывании. Сопротивление вызывается в конечном счете индуктивностью катушки и называется оно индуктивным сопротивлением. 

Индуктивность в цепи переменного тока


Слайд 22




Рассмотрим цепь с R → 0
Ток в цепи: I = Im

sin ωt
при наличии переменного тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции:
По закону Ома для участка цепи
с ЭДС: U = IR – εC = - εC

Напряжение опережает по фазе ток на π/2
-амплитуда напряжения


Кажущееся сопротивление индуктивности

Рассмотрим цепь с R → 0Ток в цепи: I = Im sin ωtпри наличии переменного тока в

Слайд 23

Среди различных колебательных систем особое место занимают электромагнитные (электрические) системы, при

которых электрические величины (токи, заряды) периодически изменяются и которые сопровождаются взаимными превращениями электрического и магнитного полей.


Для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний используется колебательный контур.

Колебательный контур


Колебательный контур – это электрическая цепь, состоящая из последовательно включенных резистора сопротивлением R . катушки индуктивностью L , и конденсатора емкостью C .

Среди различных колебательных систем особое место занимают электромагнитные (электрические) системы, при которых электрические величины (токи, заряды) периодически

Слайд 24Идеальный колебательный контур

Идеальный колебательный контур

Слайд 25Идеальный колебательный контур
Идеальный колебательный контур

состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Для возбуждения в контуре колебаний конденсатор предварительно заряжают, сообщая его обкладкам
заряды .
В момент времени между обкладками конденсатора возникает электрическое поле, энергия которого равна:



Вся энергия колебательного контура сосредоточена в конденсаторе. Если теперь замкнуть конденсатор на катушку индуктивности, то в контуре потечет возрастающий со временем ток I . Электрическая энергия конденсатора начнет превращаться в магнитную энергию катушки. Этот процесс закончится, когда конденсатор полностью разрядится, а ток в цепи достигнет максимума.Вся энергия колебательного контура будет сосредоточена в магнитном поле катушки и равна: .
Идеальный колебательный контур      Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности.

Слайд 27 Таким образом, полная энергия колебательного

контура в любой момент времени равна сумме энергий магнитного и электрического полей

          
Колебания, при которых происходит периодическое превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки, называются ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ колебаниями.
Таким образом, полная энергия колебательного контура в любой момент времени равна

Слайд 28 Уравнение свободных колебаний для заряда

q = q(t)конденсатора в контуре имеет вид:

А уравнение колебаний силы тока равно первой производной заряда по времени:
,где




Уравнение гармонических колебаний напряжения на конденсаторе:

В этих формулах: qm - амплитуда заряда, Im - амплитуда тока,Um – амплитуда напряжения.


Уравнение свободных колебаний для заряда   q = q(t)конденсатора в контуре имеет вид:

Слайд 29 Ток в контуре опережает заряд конденсатора по фазе на

  .




Формула периода и частоты колебаний в колебательном контуре:

 

Ток в контуре опережает заряд конденсатора по фазе на    .   Формула

Слайд 30Энергия электрического поля конденсатора
Энергия магнитного поля катушки


Энергия электрического поля   конденсатораЭнергия магнитного поля катушки

Слайд 31 Колебания энергий происходят с частотой в 2 раза превышающей

частоту колебаний заряда и силы тока, и со сдвигом фаз, равным π. Их сумма – полная энергия электромагнитных колебаний в контуре – остается неизменной во времени и может быть вычислена по их амплитудным значениям.
Колебания энергий происходят с частотой в 2 раза превышающей частоту колебаний заряда и силы тока,

Слайд 32II тур

II тур

Слайд 33Задания II тура

Задания  II тура

Слайд 34Ответы II тура

Ответы  II тура

Слайд 35III тур

III тур

Слайд 36

Задание III тура  Заряд на обкладках конденсатора колебательного контура изменяется по закону q = 3·10–7cos800πt. Индуктивность контура 2Гн. Пренебрегая активным сопротивлением, заполните бланк ответа.  

Слайд 38Список используемых ресурсов
http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=132
http://school-box.ru/fizika/prezentazii/989-prezentaziya-po-fizike-elektromagnitnie-kolebaniya.html
http://www.docme.ru/doc/23255/lekcii-18--19-kolebatel._nyj-kontur-4--11-maya
Решу ЕГЭ Дмитрия Гущина
Физика. 11кл. Разноур. самост. и контр.

работы_Кирик Л.А_2009 -192с

Список используемых ресурсовhttp://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=132http://school-box.ru/fizika/prezentazii/989-prezentaziya-po-fizike-elektromagnitnie-kolebaniya.htmlhttp://www.docme.ru/doc/23255/lekcii-18--19-kolebatel._nyj-kontur-4--11-mayaРешу ЕГЭ Дмитрия ГущинаФизика. 11кл. Разноур. самост. и контр. работы_Кирик Л.А_2009 -192с

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть