Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Представленная выше разновидность электромагнитной индукции называется взаимоиндукция — электродвижущая сила фактически наводится из одной электрической цепи в другую, но, как всегда, с участием меняющегося магнитного поля. Взаимоиндукция чаще всего используется для передачи энергии из одной катушки в другую в устройствах, именуемых трансформаторами (Р-76). Катушка L1 (на схемах катушку принято обозначать той же буквой L, что и индуктивность катушки, то есть её способность создавать магнитное поле), где находится источник меняющегося тока, называется первичной обмоткой трансформатора, а катушка L2, к которой подключена нагрузка Rн, называется вторичной обмоткой. Встречаться с трансформаторами мы будем довольно часто, эти очень простые по принципу действия электрические машины занимают очень важное место в электроэнергетике.
ВК-127. Проблему складывания двух сопротивлений, из которых одно реактивное (XL или Хс), поясняет знакомая зимняя сценка, где два приятеля пытаются сдвинуть большой снежный шар. Их усилия суммируются лишь в том случае, когда они толкают шар в одну сторону. Если в шутку они толкают его в разные стороны, то их усилия компенсируют друг друга, и шар стоит на месте. Если же между усилиями угол 90 градусов, то дело похоже на складывание R и XL и задачу можно решить с помощью теоремы Пифагора.
Т-108. Ещё одна разновидность электромагнитной индукции — самоиндукция. Отключим катушку L2 и попробуем выяснить, что происходит в первичной обмотке, в катушке L1 при изменении тока в ней (Р-55). Используя знания, полученные в предыдущих разделах, и дедуктивный метод Шерлока Холмса, приходим к выводу, что при изменении тока в катушке L1 меняется её магнитное поле, и катушка сама в себе наводит электродвижущую силу. А почему бы нет? Магнитное поле меняется? Меняется. Оно охватывает витки самой катушки? Охватывает. А при изменении магнитного поля, охватывающего витки катушки, в ней наводится э.д.с. В данном случае она называется э.д.с. самоиндукции и, как и во всех предыдущих вариантах электромагнитной индукции, пропорциональна скорости изменения магнитного поля. Полярность наведённой э.д.с. (расположение «плюса» и «минуса» на выводах катушки) зависит от того, как именно, в каком направлении меняется магнитное поле, но об этом чуть позже.
ВК-128. Электрическая цепь, где конденсаторы, катушки и обычные активные сопротивления (резисторы) используют для разделения токов разных частот, называют фильтрами. Фильтры бывают очень простыми, например, из соединённых параллельно одного резистора (через него пойдёт постоянный ток) и одного конденсатора (через него замкнутся переменные токи, а постоянный, конечно, не пойдёт). А бывают фильтры сложные, многозвенные, выделяющие в том числе токи определённых частот.
Глава 9
Краткая экскурсия по полям
Главный герой всего электрического королевства, главное действующее лицо всей окружающей нас многообразной электрической техники — это, конечно, электрический заряд, то есть особое качество материи, существующее как минимум с рождения Вселенной. Действует электрический заряд всегда через неизменно его окружающую невидимую физическую реальность по имени «поле» — у неподвижного электрического заряда всегда есть электрическое поле, у движущегося ещё и магнитное. Рассматривая многие процессы в электрических цепях, приборах или машинах, для упрощения картины довольно часто не думают об этих полях. Но есть случаи, когда без напоминания о поле ничего не объяснишь, и пусть в каком-то упрощённом виде, но оно обязательно присутствует в учебных моделях физических процессов и в описаниях технических устройств. О некоторых таких случаях уже шла речь, с другими ещё предстоит встретиться.