Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

CÂMPUL ELECTROMAGNETIC

Obiectivele lecției: Prezentați conceptul de câmp electromagnetic, explicați proprietățile câmpului electromagnetic

Progresul lecției Sondaj frontal Rezolvarea problemelor 3. Context istoric 4. Conceptul de câmp electromagnetic 5. Întărirea materialului 6. Teme pentru acasă

1. Lectură frontală 1) Ce curent se numește alternativ? Răspuns: curentul alternativ este un curent electric care se modifică periodic în timp în mărime și direcție.

2) Care este frecvența standard a curentului alternativ în Rusia? ν = 50 Hz

3) Unde se folosește curentul alternativ? Răspuns: curentul electric alternativ este utilizat în principal de generatoarele electromecanice cu inducție, adică. în care energia mecanică este transformată în energie electrică.

2. Rezolvarea problemelor 1) Rotorul unei mașini de curent alternativ cu doi poli face 120 de rotații pe minut. Determinați perioada de oscilație a curentului.

Dat: Rezolvare: N= 120 T= t/N t =1min T=60s/120 rev =0,5s T-? Răspuns: T=0,5 s.

2) Cu ajutorul graficului, determinați amplitudinea, perioada și frecvența oscilațiilor

Răspuns: X m = 0,1 m T = 1 s ν = 1 Hz

3. Context istoric Istoria magnetului datează de peste două mii și jumătate de ani. În secolul al VI-lea î.Hr. Vechii oameni de știință chinezi au descoperit un mineral care poate atrage obiecte de fier.

În cele mai vechi timpuri, ei au încercat să explice proprietățile unui magnet atribuindu-i un „suflet viu”. Magnetul, conform ideilor oamenilor din vechime, „s-a repezit spre fier din același motiv ca un câine spre o bucată de carne”

Acum știm: există un câmp magnetic în jurul oricărui magnet.

În 1808, o navă dărăpănată de fulger abia a ajuns pe debarcaderul unuia dintre porturile franceze cu putere proprie. O comisie a urcat la bord, care a inclus François Argot, un om de știință strălucit care a devenit academician la vârsta de 23 de ani. Argo a observat că acele tuturor busolelor au fost remagnetizate ca urmare a unui fulger. Dar Argo nu a reușit să tragă o concluzie despre legătura dintre electricitate și magnetism.

Hans Christian Oersted a stabilit la 15 februarie 1820: un ac magnetic situat lângă un conductor se rotește printr-un anumit unghi la trecerea curentului. Când circuitul este deschis, săgeata revine la poziția inițială.

ERSTED Hans Christian

Experimentul lui Oersted i-a permis să concluzioneze că există un câmp magnetic în spațiul care înconjoară un conductor cu curent electric.

1820 Ampere a sugerat că proprietățile magnetice ale magneților permanenți se datorează numeroșilor curenți circulari care circulă în interiorul moleculelor acestor corpuri.

Experimentele lui Oersted și Ampere, care au demonstrat legătura dintre electricitate și magnetism, au trezit un interes profund pentru electromagnetism la tânărul Faraday. Nu este de mirare că deja în 1821. Faraday scrie în jurnalul său ca sarcină: „Transformați magnetismul în electricitate”

1831 Michael Faraday descoperă fenomenul inducției electromagnetice. Care este fenomenul inducției electromagnetice?

Odată cu orice modificare a fluxului magnetic care pătrunde în circuitul unui conductor închis, în acest conductor apare un curent indus.

Curentul de inducție este un curent care apare într-un câmp magnetic alternativ care pătrunde într-un circuit închis al unui conductor, creând în acesta un câmp electric, sub influența căruia ia naștere un curent.

Faraday a demonstrat că un câmp magnetic alternativ care pătrunde într-un circuit închis al unui conductor a creat un câmp electric în acesta, sub influența căruia a apărut un curent indus.

În 1831, James Clarke Maxwell s-a născut în Anglia, iar în 1865 a introdus conceptul de câmp electromagnetic în fizică.

Teoretic, a dovedit-o. Orice modificare a câmpului magnetic în timp dă naștere unui câmp electric alternativ, iar orice modificare a câmpului electric în timp dă naștere unui câmp magnetic alternativ.

Aceste câmpuri electrice și magnetice alternative care se generează reciproc formează un singur câmp electromagnetic. Sursele câmpului electromagnetic sunt sarcini electrice în mișcare accelerată.

Într-adevăr, câmpurile electrice și magnetice apar în jurul sarcinilor electrice, iar câmpul electric există în orice sistem de referință, iar câmpul magnetic există în cel relativ la care se mișcă sarcinile.

Un câmp magnetic constant este creat în jurul sarcinilor care se mișcă cu o viteză constantă (de exemplu, în jurul unui conductor prin care circulă un curent continuu).

Dar dacă sarcinile electrice se mișcă cu accelerație sau oscilează, atunci câmpul electric pe care îl creează se modifică periodic. Un câmp electric alternativ creează un câmp magnetic alternativ în spațiu, care, la rândul său, generează un câmp electric alternativ etc.

Este imposibil să creezi un câmp magnetic alternativ fără a crea simultan un câmp electric în spațiu. În schimb, un câmp electric alternativ nu poate exista fără un câmp magnetic.

Un câmp electric alternativ se numește câmp de vortex, deoarece liniile sale de forță sunt închise ca liniile de inducție ale unui câmp magnetic.

Un câmp electrostatic (adică un câmp constant care nu se modifică în timp) care există în jurul corpurilor încărcate staționare. Liniile de câmp electrostatic încep la sarcini pozitive și se termină la sarcini negative.

Care figură arată câmpurile vortex și electrostatice?

Câmp electrostatic Câmp electric vortex

Teoria creată de Maxwell, care a făcut posibilă prezicerea existenței câmpului electromagnetic cu 22 de ani înainte de a fi descoperit experimental, este considerată cea mai mare dintre descoperirile științifice, al cărei rol în dezvoltarea științei și tehnologiei cu greu poate fi supraestimat.

5. Fixarea materialului Proprietăţile câmpului electromagnetic

Proprietățile câmpului electromagnetic Câmpul magnetic este generat numai de sarcinile în mișcare, în special de curentul electric; Sursele câmpului electromagnetic sunt sarcini electrice în mișcare accelerată; Un câmp magnetic este detectat prin acțiunea sa asupra unui ac magnetic.

Tema pentru acasă §51. răspunde la întrebările 1-4

1 din 10

Prezentare pe tema: Câmp electromagnetic

Slide nr. 1

Descrierea diapozitivei:

Un câmp electromagnetic este alternarea câmpurilor electrice și magnetice care se generează reciproc. Teoria câmpului electromagnetic a fost creată de James Maxwell în 1865. El a demonstrat teoretic că: Orice modificare a câmpului magnetic în timp duce la apariția unui câmp electric în schimbare. , iar orice modificare în timp a câmpului electric generează un câmp magnetic în schimbare Dacă sarcinile electrice se mișcă cu accelerație, atunci câmpul electric pe care îl creează se schimbă periodic și creează el însuși un câmp magnetic alternativ în spațiu, etc.

Slide nr. 2

Descrierea diapozitivei:

Sursele câmpului electromagnetic pot fi un magnet în mișcare - o sarcină electrică care se mișcă cu accelerație sau oscilantă (în contrast cu o sarcină care se mișcă cu o viteză constantă, de exemplu, în cazul curentului continuu într-un conductor, un câmp magnetic constant; este creat aici).

Slide nr. 3

Descrierea diapozitivei:

Condiții de existență a câmpurilor Un câmp electric există întotdeauna în jurul unei sarcini electrice, în orice sistem de referință, un câmp magnetic - în cel relativ la care se mișcă sarcinile electrice, un câmp electromagnetic - în sistemul de referință în raport cu care sarcinile electrice se mișcă cu accelerare.

Slide nr. 4

Descrierea diapozitivei:

ÎNCERCAȚI SĂ REZOLVI! O bucată de chihlimbar a fost frecată de o cârpă și s-a încărcat cu electricitate statică. Ce fel de câmp poate fi găsit în jurul chihlimbarului nemișcat? În jurul unui corp în mișcare Un corp încărcat este în repaus în raport cu suprafața pământului. Mașina se mișcă uniform și rectiliniu față de suprafața pământului. Este posibil să se detecteze un câmp magnetic constant în cadrul de referință asociat cu o mașină Ce câmp apare în jurul unui electron dacă: este în repaus? se deplasează cu o viteză constantă; se misca cu acceleratie?

Slide nr. 5

Descrierea diapozitivei:

Slide nr. 6

Descrierea diapozitivei:

Proprietățile undelor electromagnetice: - se propagă nu numai în materie, ci și în vid - se propagă în vid la viteza luminii (C = 300.000 km/s - sunt unde transversale - sunt unde de transfer); Sursa undelor electromagnetice sunt sarcini electrice în mișcare accelerate. Radiația infraroșie3. Radiația vizibilă4. Radiația ultravioletă5. Radiația cu raze X6. Radiația gamma

Descrierea diapozitivei:

E INTERESANT CĂ... Casele din beton armat protejează câmpurile electromagnetice externe „de stradă”, așa că în interiorul unei astfel de case nu se simte influența câmpurilor externe. Există multe aparate electrice folosite în casele noastre în zilele noastre. Toate creează câmpuri electromagnetice în timpul funcționării, chiar și un fier de călcat pornit este înconjurat de un câmp electromagnetic pe o rază de aproximativ 25 cm, un fierbător electric are un câmp electromagnetic de două ori mai mare decât un aparat de ras electric este destul de puternic, deci un aparat de ras electric este bun doar pentru utilizare pe termen scurt fundalul electromagnetic devine sigur. Când utilizați un cuptor cu microunde care funcționează, este sigur să vă aflați la o distanță de 1-1,5 metri de acesta, deși pornirea cuptorului ar trebui să fie, de asemenea, destul de scurtă. Câmpul electromagnetic al computerului este cel mai puternic pe peretele din spate monitor, deci este mai convenabil să îl instalați în colțul camerei. Este sigur să stai la distanță de braț în fața ecranului.

Câmp electromagnetic Unde electromagnetice

clasa a 9-a

Michael Faraday 1791-1867 În 1831, el a descoperit fenomenul inducției electromagnetice - apariția unui curent electric într-un conductor atunci când fluxul magnetic se modifică prin circuitul conductorului.

Ce forțe fac să se miște sarcinile din bobină? Câmpul magnetic însuși, care pătrunde în bobină, nu poate face acest lucru, deoarece Câmpul magnetic acționează exclusiv asupra sarcinilor în mișcare, iar conductorul cu electronii în el este nemișcat.

James Clerk Maxwell 1831-1879 Cea mai mare realizare științifică din 1865 a fost teoria câmpului electromagnetic pe care a creat-o, pe care a formulat-o sub forma unui sistem de mai multe ecuații care exprimă toate legile de bază ale fenomenelor electromagnetice.

Proprietatea fundamentală a câmpului: Orice modificare a câmpului magnetic în timp dă naștere unui câmp electric alternativ, iar orice modificare a câmpului electric în timp dă naștere unui câmp magnetic alternativ.

Sursa unui singur câmp electromagnetic este sarcini electrice accelerate

Mecanismul de apariție a curentului de inducție

Câmpul electric vortex rezultat, sub influența căruia sarcinile libere, mereu prezente în conductor, intră în mișcare direcționată. Galvanometrul joacă rolul unui indicator, detectând câmpul electric din spațiu (curent electric).

Următoarea concluzie rezultă din teoria lui Maxwell: Un câmp electromagnetic care variază rapid se propagă în spațiu sub formă de unde transversale.

James Maxwell bazat pe teorie:

• Undele se propagă nu numai în materie, ci și în vid. Viteza de propagare a undelor în vid este de 300.000 km/s.
• Undele se propagă nu numai în materie, ci și în vid.
• Viteza de propagare a undelor în vid este de 300.000 km/s.

• Unda electromagnetică este un sistem de câmpuri electrice și magnetice care se generează reciproc și se propagă în spațiu

Caracteristicile câmpului electric - intensitate ()

Intensitatea câmpului electric în orice punct este egală cu raportul de forță , cu care câmpul acționează asupra unei sarcini pozitive punctuale plasate în acest punct, la valoarea acestei sarcini q.

Caracteristicile câmpului magnetic - vector de inducție magnetică (

Pentru undele electromagnetice sunt valabile aceleași relații între lungimea de undă și viteză

Cu = 3 10 8 m/s, perioada T și frecvența ν, ca și undele mecanice. λ= = Cu T

Heinrich Rudolf Hertz 1857-1894 În 1888, el a dovedit experimental existența undelor electromagnetice prezise de Maxwell. S-a stabilit că viteza de propagare a undelor electromagnetice este egală cu viteza luminii

• 1. Sondaj pe tema „Obținerea curentului alternativ”
• 3. Unde electromagnetice.
• 4. Consolidarea.
• 5. Tema pentru acasă

Planul de lecție

Câmp electromagnetic. Experimentele lui Faraday și ipoteza lui Maxwell

Curentul electric apare în prezența unui câmp electric.

Și dacă scoți conductorul, câmpul va rămâne?

Ce domeniu este acesta?

Electric, vortex.

James Clark Maxwell

Michael Faraday

Inductie electromagnetica

• Orice modificare a câmpului magnetic în timp dă naștere unui câmp electric alternativ, iar orice modificare a câmpului electric în timp dă naștere unui câmp magnetic alternativ.

Heinrich Rudolf Hertz

S-a dovedit experimental existența lui E M V

Alexander Stepanovici Popov (1859-1906)

Folosit EMV pentru comunicare

UNDELE ELECTROMAGNETICE sunt un sistem de câmpuri electrice și magnetice variabile care se generează reciproc și se propagă în spațiu.

• acesta este un câmp electromagnetic care se propagă în spațiu cu o viteză finită în funcție de proprietățile mediului.
• Sursa undelor electromagnetice sunt sarcinile electrice în mișcare accelerată.

Proprietățile undelor electromagnetice

• - se propagă nu numai în materie, ci și în vid; - se propagă în vid cu viteza luminii
• (C = 300.000 km/s); - acestea sunt unde transversale; - acestea sunt unde calatorii (transfer energie).

• Tot spațiul din jurul nostru este pătruns de radiații electromagnetice. Soarele, corpurile din jurul nostru și antenele emițătoare emit unde electromagnetice, care, în funcție de frecvența lor de oscilație, poartă denumiri diferite.
• Undele radio sunt unde electromagnetice (cu o lungime de undă de la mai mult de 10.000 m până la 0,005 m), utilizate pentru a transmite semnale (informații) pe o distanță fără fire.

CANTAR DE UNDELE ELECTROMAGNETICE

• În comunicațiile radio, undele radio sunt create de curenții de înaltă frecvență care curg într-o antenă. Undele radio de diferite lungimi de undă călătoresc diferit.

Unde radio

• Radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mică de 0,005 m dar mai mare de 770 nm, adică situată între domeniul undelor radio și domeniul luminii vizibile, se numește radiație infraroșie (IR). Radiația infraroșie este emisă de orice corp încălzit. Sursele de radiație infraroșie sunt sobele, radiatoarele de încălzire a apei și lămpile electrice cu incandescență. Folosind dispozitive speciale, radiațiile infraroșii pot fi convertite în lumină vizibilă, iar imaginile obiectelor încălzite pot fi obținute în întuneric complet. Radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea produselor vopsite, a pereților de construcție și a lemnului.

Radiația infraroșie

Lumină - radiație vizibilă

• Lumina vizibilă include radiații cu o lungime de undă de aproximativ 770 nm până la 380 nm, de la lumina roșie la violetă. Semnificația acestei părți a spectrului radiațiilor electromagnetice în viața umană este extrem de mare, deoarece o persoană primește aproape toate informațiile despre lumea din jurul său prin viziune. Lumina este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea plantelor verzi și, prin urmare, o condiție necesară pentru existența vieții pe Pământ.

• Invizibilă pentru ochi, radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mică decât cea a luminii violete se numește radiație ultravioletă (UV) Radiația ultravioletă poate ucide bacteriile patogene, deci este utilizată pe scară largă în medicină. Radiațiile ultraviolete din compoziția luminii solare provoacă procese biologice care duc la întunecarea pielii umane - bronzare. Lămpile cu descărcare în gaz sunt folosite ca surse de radiații ultraviolete în medicină. Tuburile unor astfel de lămpi sunt fabricate din cuarț, transparente la razele ultraviolete; De aceea, aceste lămpi se numesc lămpi de cuarț.

raze X (Ri)

• invizibil pentru ochi. Ele trec fără o absorbție semnificativă prin straturi semnificative de materie care sunt opace la lumina vizibilă. Razele X sunt detectate prin capacitatea lor de a provoca o anumită strălucire în anumite cristale și de a acționa asupra filmului fotografic. Capacitatea razelor X de a pătrunde în straturi groase de materie este utilizată pentru a diagnostica boli ale organelor interne umane.

• În tehnologie, razele X sunt folosite pentru a controla structura internă a diferitelor produse și suduri. Razele X au efecte biologice puternice și sunt folosite pentru a trata anumite boli.

fascicul de raze X

ȘTIAȚI?

La discoteci folosesc lămpi cu ultraviolete, sub care materialul ușor începe să strălucească. Această radiație este relativ sigură pentru animale și plante. Lămpile UV folosite pentru bronzarea artificială și în medicină necesită protecție ochilor, deoarece poate provoca pierderea temporară a vederii. UV - lămpile bactericide utilizate pentru dezinfectarea spațiilor au un efect cancerigen asupra pielii și ard frunzele plantelor.

Corpul uman este, de asemenea, o sursă de câmpuri electrice și magnetice. Fiecare organ are propriile câmpuri electromagnetice. De-a lungul vieții, domeniul unei persoane se schimbă în mod constant. Cel mai avansat dispozitiv pentru determinarea câmpurilor electromagnetice umane este un encefalograf. Vă permite să măsurați cu precizie câmpul în diferite puncte din jurul capului și, din aceste date, să restabiliți distribuția activității electrice în cortexul cerebral. Cu ajutorul unui encefalograf, medicii diagnostichează multe boli.

• Undele EM sunt diferite de undele sonore
• 1. Nicio reflectare a undelor de la limita a două medii.
• 2. Difuzia în vid.
• 3. Perioada.
• 4. Lungimea de undă.

• În ce caz apare o undă EM în spațiu?
• 1 . Un curent continuu trece prin conductor.
• 2. o particulă încărcată se mișcă în linie dreaptă cu viteză variabilă.
• 3. O particulă încărcată se mișcă uniform și rectiliniu.
• 4. Magnetul se află pe un suport de oțel.

Fixarea materialului

Cine a prezis existența undelor electromagnetice?

1. H. Oersted

2. M. Faraday

3. J.C. Maxwell

• Aranjați șirul de unde în ordine crescătoare a frecvenței:
• 1. ultraviolete.
• 2. Radiația infraroșie
• 3. Raze X.
• 4. Lumină vizibilă.

Fixarea materialului

Slide 1

Slide 2

Un câmp electromagnetic este o formă specială de materie prin care are loc interacțiunea dintre particulele încărcate electric

Slide 3

Slide 4

Un câmp electric este creat de sarcini. De exemplu, în toate experimentele școlare binecunoscute privind electrificarea ebonitei, este prezent un câmp electric. Un câmp magnetic este creat atunci când sarcinile electrice se deplasează printr-un conductor. Pentru a caracteriza magnitudinea câmpului electric se folosește conceptul de intensitate a câmpului electric, simbolul E, unitate de măsură V/m (Volt-per-meter). Mărimea câmpului magnetic este caracterizată de intensitatea câmpului magnetic H, unitate A/m (Amperi-per-metru). Când se măsoară frecvențe ultra joase și extrem de joase, este adesea folosit și conceptul de inducție magnetică B, unitatea T (Tesla), o milioneme dintr-un T corespunde la 1,25 A/m.

Slide 5

Prin definiție, un câmp electromagnetic este o formă specială de materie prin care interacțiunea are loc între particulele încărcate electric. Motivele fizice ale existenței unui câmp electromagnetic sunt legate de faptul că un câmp electric variabil în timp E generează un câmp magnetic H, iar un H în schimbare generează un câmp electric vortex: ambele componente E și H, în continuă schimbare, excită fiecare alte. EMF-ul particulelor încărcate staționare sau în mișcare uniformă este indisolubil legat de aceste particule. Odată cu mișcarea accelerată a particulelor încărcate, EMF „se desprinde” de ele și există independent sub formă de unde electromagnetice, fără a dispărea atunci când sursa este îndepărtată (de exemplu, undele radio nu dispar chiar și în absența curentului în antena care le-a emis). Undele electromagnetice sunt caracterizate prin lungimea de undă, simbolul - l (lambda). O sursă care generează radiații și, în esență, creează oscilații electromagnetice, este caracterizată de o frecvență, desemnată f.

Slide 6

Slide 7

Principalele surse de CEM Dintre principalele surse de CEM putem enumera: Transport electric (tramvaie, troleibuze, trenuri,...) Linii electrice (iluminat oras, de inalta tensiune,...) Cablaje electrice (in interiorul cladirilor, telecomunicatii,. ..) Aparate electrocasnice Stații de televiziune și radio (antene de emisie) Comunicații prin satelit și celulare (antene de transmisie) Radaruri Calculatoare personale