Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Школьный курс физики

Главная | Физика 11 класс | Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции.

Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока I₁ в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Более точно это утверждение можно сформулировать, используя понятие магнитного потока.

Скорость изменения линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S, представляет собой скорость изменения магнитного потока. Если за малый промежуток времени Δt магнитный поток меняется на ΔΦ, то скорость изменения магнитного потока равна ΔΦ / Δt.

Поэтому утверждение, которое следует из результатов опытов Фарадея, можно сформулировать следующим образом: сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Электрический ток в цепи появляется в том случае, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работу этих сил при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называют ЭДС. Следовательно, при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в нём появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС индукции _i.

Сформулируем закон электромагнитной индукции.

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Как в законе электромагнитной индукции учесть направление индукционного тока (или знак ЭДС индукции) в соответствии с правилом Ленца? На рисунке 4. 10 изображён замкнутый контур.

Рис. 4.10

Будем считать положительным направление обхода контура против часовой стрелки. Нормаль к контуру образует правый винт с направлением обхода. Знак ЭДС зависит от направления сторонних сил по отношению к направлению обхода контура. Если эти направления совпадают, _i > 0 и соответственно I

_i > 0. В противном случае ЭДС индукции и сила индукционного тока отрицательны.

Пусть вектор индукции внешнего магнитного поля направлен вдоль нормали к контуру и возрастает со временем. Тогда ΔΦ > 0 и ΔΦ / Δt > 0. Согласно правилу Ленца, индукционный ток создаёт магнитный поток Ф’ < 0. Линии индукции ‘ магнитного поля индукционного тока направлены противоположно . Следовательно, индукционный ток I_i направлен по часовой стрелке (против положительного направления обхода) и ЭДС индукции отрицательна.

Поэтому в математической записи закона электромагнитной индукции обычно ставят знак «минус»:

Единицы магнитной индукции и магнитного потока.

В СИ закон электромагнитной индукции используют для установления единицы магнитного потока. Так как ЭДС индукции _i. выражают в вольтах, а время — в секундах, то, согласно закону электромагнитной индукции, вебер можно определить следующим образом: магнитный поток через поверхность, ограниченную замкнутым контуром, равен 1 Вб, если при равномерном убывании этого потока до нуля за 1c в контуре возникает ЭДС индукции, равная 1 В

.

1Bб = 1B∙1с.

Единицу магнитной индукции — тесла (см. § 16 «Индукция магнитного поля») устанавливают на основе соотношения Ф = BScos α. Если вектор однородного магнитного поля перпендикулярен поверхности площадью S, то Φ_max = BS. Тесла равна магнитной индукции, при которой максимальный магнитный поток через поперечное сечение площадью 1 м² равен 1 Вб

.

Вихревое электрическое поле.

Пусть у нас имеются две обмотки (катушки), надетые на сердечник. Включив одну обмотку в сеть, мы получим ток в другой обмотке, если она замкнута (рис. 4.11).

Рис. 4.11

Электроны в проводах второй обмотки придут в движение. Но какие силы заставляют их двигаться? Само магнитное поле, пронизывающее катушку, этого сделать не может, так как магнитное поле действует исключительно на движущиеся заряды, а проводник с находящимися внутри него электронами неподвижен.

Электроны в неподвижном проводнике приводятся в движение электрическим полем, и это поле непосредственно порождается переменным магнитным полем. Тем самым утверждается новое фундаментальное свойство электромагнитного поля: изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле (к этому выводу пришёл Максвелл).

Тогда сущность явления электромагнитной индукции в неподвижном проводнике состоит не столько в появлении индукционного тока, сколько в возникновении электрического поля, которое приводит в движение электрические заряды.

Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, не связано непосредственно с зарядами, и его линии напряжённости не могут на них начинаться и кончаться. Они нигде не начинаются и не кончаются, а представляют собой замкнутые линии, подобные линиям индукции магнитного поля. Такое электрическое поле называют вихревым.

Почему это поле называется электрическим, ведь оно имеет иное происхождение и другую конфигурацию, чем электростатическое поле? Ответ прост: вихревое поле действует на заряд q так же, как и электростатическое, а это считается главным свойством поля. Сила, действующая на заряд, по-прежнему равна = q, где — напряжённость вихревого поля.

В отличие от электростатического поля, работа вихревого поля по замкнутому контуру не равна нулю.

Ведь при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряжённости электрического поля работа на всех участках контура имеет один и тот же знак, так как сила и перемещение совпадают по направлению.

Вихревое электрическое поле, так же как и магнитное поле, не потенциальное. Работа вихревого электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного про водника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике.

ЭДС индукции в движущемся проводнике.

При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует магнитная составляющая силы Лоренца, которая и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет «магнитное происхождение». Вычислим ЭДС индукции в прямоугольном контуре, помещённом в однородное магнитное поле (рис. 4.12).

Рис. 4.12

Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью вдоль сторон NC и MD, оставаясь всё время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции однородного поля перпендикулярен проводнику

MN и составляет угол α с вектором скорости . Магнитная составляющая силы Лоренца, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, равна

F_л = qυBsin α.

Согласно правилу левой руки, магнитная составляющая силы Лоренца направлена вдоль проводника MN.

Работа этой силы при перемещении заряда вдоль проводника от M к N

A_л = F_лl cos 0° = qυBsin α.

ЭДС индукции в проводнике MN равна

Эта формула справедлива для любого проводника длиной l, движущегося со скоростью в однородном магнитном поле. В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как проводники неподвижны.

ЭДС индукции можно вычислить с помощью закона электромагнитной индукции. Действительно, магнитный поток через контур MNCD равен

Ф = BScos (90° — α) = BSsin α,

где угол 90°, — α — угол между вектором и нормалью к плоскости контура; S — площадь контура MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t = 0) проводник MN находился на расстоянии

NC от проводника CD (см. рис. 4.12), то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:

S = l(NC — υt).

 

За время Δt площадь контура изменяется на ΔS = —lυΔt. Знак «минус» указывает на то, что она уменьшается. Изменение магнитного потока за время Δt равно ΔФ = —BlυΔtsin α. Следовательно,

(как это и было получено ранее).

Вопросы:

1. Как связаны между собой сила индукционного тока и скорость изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром?

2. Запишите и сформулируйте закон электромагнитной индукции.

3. Почему в математической записи закона электромагнитной индукции стоит знак «минус»?

4. Укажите основные свойства вихревого электрического поля.

5. Почему в проводнике, движущемся в магнитном ноле, появляется ЭДС индукции?

Вопросы для обсуждения:

1. Между любыми двумя точками некоторого контура разность потенциалов равна нулю, а ток в контуре существует. Когда это возможно?

2. При каких положениях рамки, вращающейся с постоянной скоростью около прямолинейного проводника с током, возникающая в ней ЭДС будет:

а) максимальной;

б) минимальной?

3. Два одинаковых самолёта летят горизонтально с одинаковыми скоростями (один — вблизи экватора, другой — у полюса). У какого самолёта возникнет большая разность потенциалов на концах крыльев?

Пример решения задачи

Задача 1.

Виток медного провода помещён в изменяющееся во времени однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции (рис. 4.13).

Рис. 4.13

Радиус витка равен 10 см, диаметр провода — 2 мм.

Определите скорость изменения магнитной индукции, если сила индукционного тока в витке составляет 5 A.

Удельное сопротивление меди равно l,7∙10 ^-8 Ом • М.

Задача 2.

На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми равно 1 м, лежит проводник с сопротивлением 1 Ом и массой 0,5 кг. Коэффициент трения проводника о рельсы равен 0,1. Вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, вектор которой направлен вертикально. Рельсы подключают к источнику тока с ЭДС, равной 10 В. Пренебрегая внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением рельсов, определите установившуюся скорость движения проводника.

Поскольку F_АО > F_ТР, после замыкания цепи проводник придёт в движение.

При движении проводника магнитный поток через контур ACKD увеличивается (рис. 4.14, б), и в контуре возникает ЭДС индукции _i = Bυl, направленная навстречу ЭДС источника.

  

Рис. 4.14

По закону Ома для полной цепи

По мере увеличения модуля скорости проводника сила тока I уменьшается, а значит, уменьшается и модуль силы Ампера F_А = IBl. В результате устанавливается движение проводника с постоянной скоростью, при котором сила Ампера и сила трения уравновешивают друг друга, т. е. F_Ау = F_ТР.

Поскольку в установившемся режиме

Подставляя числовые данные, найдём:

Ответ: υ_у = 50 м/с.

Упражнения:

1. В витке, выполненном из алюминиевого провода длиной 10 см и площадью поперечного сечения 1,4 мм², скорость изменения магнитного потока равна 10 мВб/с. Найдите силу индукционного тока.

2. Квадратная рамка, сделанная из медной проволоки, со стороной 6,8 мм и площадью поперечного сечения 1 мм², помещена в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Индукция магнитного поля равномерно изменяется на 2 Тл за 0,1 с. Определите силу индукционного тока.

3. Какой по модулю заряд пройдёт через поперечное сечение витка, сопротивление которого 0,03 Ом, при уменьшении магнитного потока внутри витка на 12 мВб?

4. Найдите ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещающемся в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции.

5. Перпендикулярно линиям магнитной индукции перемещается проводник длиной 1,8 м со скоростью 6 м/с. ЭДС индукции в проводнике равна 1,44 В. Найдите модуль индукции магнитного поля.

6. Прямолинейный проводник с длиной активной части 0,7 м пересекает однородное магнитное поле под углом 30° со скоростью 10 м/с. Определите модуль индукции магнитного поля, если ЭДС, индуцируемая в проводнике, равна 4,9 В.

7. C какой скоростью нужно перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возникла ЭДС индукции 1 В? Модуль вектора магнитной индукции магнитного поля равен 0,2 Тл.

8. Прямой проводник движется со скоростью 36 км/ч под углом 45° к линиям индукции однородного магнитного поля. Модуль вектора магнитной индукции магнитного поля равен 0,2 Тл. Определите длину проводника, если в нём индуцируется ЭДС, равная 1,4 В.

Предыдущая страницаСледующая страница

Тест с ответами Электрическая цепь (Часть цепи между двумя точками называется …)

Электрическое напряжение Сила тока Электрическая мощность Электрическое сопротивление
Теория электрических цепей (ТЭЦ)

— совокупность наиболее общих закономерностей, описывающих процессы в электрических цепях. Теория электрических цепей основана на двух постулатах:

1. Исходное предположение теории электрических цепей. Все процессы в любых электротехнических устройствах можно описать с помощью двух понятий: тока и напряжения.
2. Исходное допущение теории электрических цепей. Сила тока в любой точке сечения любого проводника одна и та же, а напряжение между любыми двумя точками пространства изменяется по линейному закону[источник не указан 1581 день
   ].

Основные понятия

Сила тока — количество заряда (q

, в Кулонах), перемещаемое через поперечное сечение проводника в единицу времени (
t
, в секундах).
i(t) = dq/dt
или
I = q/t ,
измеряется в Амперах =
А
Напряжение — предел отношения количества энергии, необходимой для переноса некоторого количества электричества из одной точки пространства в другую, к этому количеству электричества, когда оно стремится к нулю. Последнее равенство написано в предположении, что энергия и заряд — величины непрерывные. Размерность напряжения:

= • −1

Из основных понятий как следствие вытекают определения:

Энергия — мера способности объекта совершать работу. Её размерность:

= • •

Мощность — скорость изменения энергии во времени. Размерность мощности:

= • −1 = •

Электрическая цепь

Основная статья: Электрическая цепь

Электрическая цепь — совокупность элементов и источников, предназначенных для генерации, приема и преобразования токов и напряжений (электрических сигналов). Те участки цепи, куда поступают или для которых генерируются сигналы, называют входами; те участки, на которых регистрируют токи или напряжения в результате их генерации или преобразования, — выходами.

Элементы электрической цепи — идеализированные устройства с двумя или более зажимами, все электромагнитные процессы в которых с достаточной для практики точностью могут быть описаны только в основных понятиях (тока и напряжения).

Элементы бывают: линейные и нелинейные, пассивные и активные, стационарные и нестационарные, непрерывные и дискретные, с сосредоточенными и распределенными параметрами. Из дальнейшего рассмотрения исключим нестационарные элементы и элементы с распределенными параметрами. Источники электромагнитной энергии — идеализированные устройства, имеющие два или более зажимов и предназначенные для генерации или преобразования электромагнитной энергии. Источники бывают: независимые, зависимые и управляемые.

Ветвь

Ветвью называется участок электрической цепи с одним и тем же током. Ветвь состоит из одного активного или пассивного элемента или представляет собой последовательное соединение нескольких элементов.

Узел

Узлом называется место соединения трех и более ветвей. Различают понятия геометрического и потенциального узлов. Геометрические узлы, имеющие одинаковые потенциалы, могут быть объединены в один потенциальный узел.

Контур

Контуром называется замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвлённой электрической цепи.

Двухполюсник

Основная статья: Двухполюсник

Двухполюсником называют часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами-полюсами.

Четырёхполюсник

Основная статья: Четырёхполюсник

Четырёхполюсником называют часть электрической цепи, имеющую две пары зажимов, которые называются входными и выходными.

Тест с ответами: “Электрическая цепь”

1. Часть цепи между двумя точками называется: а) ветвь + б) электрическая цепь в) участок цепи

2. Это в простейшем случае реостаты, включаемые для регулирования напряжения: а) резисторы б) потенциометры + в) ключи

3. Какую энергию потребляет из сети электрическая лампа за 2 ч, если ее сопротивление 440 Ом, а напряжение сети 220 В: а) 375 Вт*ч б) 240 Вт*ч в) 220 Вт*ч +

4. Какие носители заряда существуют: а) отрицательные ионы б) положительные ионы в) оба варианта верны + г) нет верного ответа

5. Какие носители заряда существуют: а) нейтральные б) электроны в) оба варианта верны + г) нет верного ответа

6. Что такое потенциал точки: а) величина равная отношению заряда одной из обкладок конденсатора к напряжению между ними б) работа по перемещению единичного заряда из точки поля в бесконечность + в) разность потенциалов двух точек электрического поля

7. 1 гВт: а) 100 Вт б) 1000000 Вт в) 1000000000 Вт +

8. Что такое электрическая цепь: а) совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока + б) это устройство для измерения ЭДС в) упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике

9. ЭДС источника выражается формулой: а) U=A/q б) I= Q/t в) E= Au/q +

10. Впервые явления в электрических цепях глубоко и тщательно изучил: а) Фарадей б) Ом + в) Максвелл

11. Ёмкость конденсатора С=10 мкФ, напряжение на обкладках U=220В. Определить заряд конденсатора: а) 450 Кл. + б) 2200 Кл. в) 0,002 Кл.

12. Сила тока в проводнике: а) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению б) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника + в) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению

13. Один из элементов простейшей электрической цепи: а) источник энергии + б) замок в) ключ

14. Один из элементов простейшей электрической цепи: а) таймер б) ключ в) потребитель +

15. Один из элементов простейшей электрической цепи: а) провода + б) замок в) таймер

16. Укажите формулу для закона Ома для полной цепи: а) I= U/R б) I= E/R+ Ro + в) E1+ E2= I1R1 + I2R2

17. Единицей измерения электрической мощности является: а) Ампер б) Ом в) Ватт +

18. Как включается в цепь вольтметр: а) последовательно б) параллельно + в) не включается

19. Каким прибором измеряется напряжение в цепи: а) амперметр б) омметр в) вольтметр +

20. Единицей измерения напряжения является: а) Ом б) Вольт + в) Ампер

21. Укажите формулу второго закона Кирхгофа: а) E1+ E2= I1R1 + I2R2 + б) I= U/R в) I= E/R+ Ro

22. Как обычно соединяются лампочки в новогодней гирлянде: а) параллельно б) последовательно + в) смешано

23. Для какого закона следующая формулировка: Сумма токов входящих в узел равна сумме токов выходящих из узла: а) Закон Ома б) Второй закон Кирхгофа в) Первый закон Кирхгофа +

24. Укажите формулу первого закона Кирхгофа: а) E1+ E2= I1R1 + I2R2 б) I1+ I2+I3+I4=0 + в) I= E/R+ Ro

25. Укажите формулу для закона Ома для участка цепи: а) I= E/R+ Ro б) E1+ E2= I1R1 + I2R2 в) I= U/R +

26. Точки электрической цепи, где сходятся несколько проводников называются: а) спайками б) узлами + в) ветвями

27. Как включается в цепь амперметр: а) последовательно + б) параллельно в) не включается

28. Каким прибором измеряется сила тока в цепи: а) вольтметр б) омметр в) амперметр +

29. Для чего предназначен потребитель электрической энергии: а) для преобразования электрической энергии в другие виды энергии + б) для преобразования в электрическую энергию другие виды энергии в) оба варианта верны г) нет верного ответа

30. Для чего предназначен источник электрической энергии: а) для преобразования электрической энергии в другие виды энергии б) для преобразования в электрическую энергию другие виды энергии + в) оба варианта верны г) нет верного ответа

Литература

• Добротворский И. Н.
  Теория электрических цепей. Учебник. — М.: Радио и связь, 1989.
• В. Г. Герасимов, Э. В. Кузнецов, О. В. Николаева.
  Электротехника и электроника. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. — М.: Энергоатомиздат, 1996. — 288 с. — ISBN 5-283-05005-X.
• Андреев В. С.
  Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов.. — «Радио и связь», 1982. — 280 с.

Для улучшения этой статьи по физике желательно: Викифицировать статью. Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проверить достоверность указанной в статье информации. Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Электрические цепи

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Электрическая цепь

Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.

По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

• Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
• Узел – соединение ветвей цепи;
• Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Горизонтали – Лаборатория физической геологии

Перейти к содержимому

Элизабет Джонсон

Студенты смогут:

• Определение линии контура и интервала контура.
• Описать правила контурных линий.

Посмотрите это видео, в котором объясняются многие концепции горизонталей. Мы будем использовать многие из этих концепций в этом модуле.

На рис. 6 показан фрагмент современной топографической карты. Коричневые линии контурные линии .

Рис. 6. Фрагмент топографической карты, включая метку контурного интервала.

 

На топографических картах каждая изолиния соединяет точки на одной высоте. Интервал изолинии — это разница высот между соседними изолиниями.

Высота каждой контурной линии иногда отмечается на линии. Чтобы избежать беспорядка, не каждый контур помечен. Отметку немаркированной контурной линии можно определить, зная интервал контура и глядя на соседние контурные линии. Высота точки, расположенной между двумя контурными линиями, может быть оценена путем интерполяции между линиями. Если точка находится посередине между двумя контурными линиями, она будет находиться примерно посередине между отметками этих двух контурных линий.

В США на стандартных топографических картах высота отмечена в футов над средним (средним) уровнем моря. Однако на международных картах и ​​картах высот океанского дна (батиметрии) часто отмечают метров .

Есть несколько подсказок, которые помогут вам определить единицы высоты на карте. Во-первых, легенда или информация по краю карты может говорить что-то вроде «интервал контура = 20 футов» или «интервал контура = 20 метров». На картах, в которых для обозначения высоты используются футы, контурные линии могут обозначаться такими единицами, как 400′. ‘ указывает единицы измерения в футах.

1. Каждая точка контурной линии имеет одинаковую отметку . Другими словами, контурные линии соединяют точки с одинаковой высотой.
2. По определению, контурные линии отделяют точки с большей отметкой от точек с меньшей отметкой . Это означает, что всегда можно определить направление «в гору» на одной стороне контура и направление «вниз» на другой стороне.
3. Линии контура никогда не пересекаются. Они могут подойти очень близко друг к другу (например, вдоль утеса), но по определению никогда не могут пересекаться. *  Это потому, что одно место на поверхности Земли не может находиться на двух разных высотах!
4. Линии контура никогда не разделяются . Вместо этого контуров образуют замкнутые контуры . Эти петли повторяют форму земли и могут выходить за край карты.
5. Близко расположенные контуры указывают на крутой склон , в то время как контуры, расположенные далеко друг от друга, указывают на пологий склон или почти плоскую поверхность.

Рис. 7. НЕПРАВИЛЬНАЯ топографическая карта. Рисунок 8. НЕПРАВИЛЬНАЯ топографическая карта.

*Есть одно исключение — нависающий утес!

Ссылки

http://www.iupui.edu/~geogdept/g108/lab_3.htm

https://ceas.uc.edu/content/dam/ceas/documents/CEEMS/instructionalunits/Watershed_LC/1.1.02i.%20Topo%20Basics_Watersheds%20and%20Topography_Lori%20Cooper_070615.pdf

 

Лицензия

Лаборатория физической геологии Элизабет Джонсон находится под лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 4. 0 International License, если не указано иное.

Поделиться этой книгой

Поделиться в Твиттере

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ И ОЦЕНКА: КОНТУР

КОНТУР

КОНТУР

Контурная линия: A Контурная линия воображаемый контур местности, полученный соединением ее точек равных высота. В нашем примере конуса каждая окружность представляет собой контурную линию, соединяющую точки одного уровня.

Контур интервал: Контурный интервал при съемке расстояние по вертикали или разница в высоте между двумя контурными линиями на топографическом карта. Обычно бывают разные контуры интервалы для разных карт.

Горизонтальный эквивалент: Горизонтальное расстояние между двумя точки на двух последовательных контурных линиях для данного уклона называется горизонтальным эквивалент.

  

ПРИМЕНЕНИЕ КОНТУРНЫХ КАРТ

Контурные карты чрезвычайно полезны для различных строительных работ, таких как: поясняется ниже:

[1]. Предварительный отбор проекта сайты: Характеристики горизонталей дают значительную информацию о природе земли. Сидя в офисе, изучая контурные линии, гражданский инженер решает различные возможные места для своего проекта.

[2]. Чертеж разрезов: От контурный план, можно изучить профиль местности по любой линии, который обычно требуется для расчета земляных работ вдоль основания пласта.

[3]. Определение взаимозависимости: Если необходимо проверить взаимовидимость любых двух точек, используя контур, профиль земли вдоль линии, соединяющей эти две точки, можно провести. Затем линия, соединяющая эти две точки, рисуется. Если наземная часть выше этого часть, две станции не видны друг другу.

[4]. Расположение маршрутов: Маршруты железнодорожные, автомобильные, канальные или канализационные линии могут быть определены с помощью контура карты. После определения уклона маршрута его можно установить на карте как объяснил.

[5]. Определение зоны охвата; Площадь, с которой выпавшая дождевая вода стекает в реку в определенной точке, равна называется водосборной площадью реки в этой точке. Эту площадь можно определить из контурных планов. Зона водосбора также известна как водосборная зона. Первый проведена линия, отделяющая водосборный бассейн от остальной территории. Это называется временем водораздела. Обычно она следует за линией хребта. Тогда площадь в пределах линии водораздела измеряется. Эта область чрезвычайно полезна для изучения уровень паводка и количество воды в реке.

[6]. Расчет пласта вместимость: Площадь затопления и вместимость предлагаемого резервуара при строительстве насыпи или плотины можно найти с помощью контурных карт. После определения известна высота плотины, полный уровень ее водохранилища. Тогда площадь между любым две контурные линии и линия плотины измеряются с помощью планметра, чтобы найти емкость резервуара.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТУРА

основные характеристики контурных линий, которые помогают в построении или чтении контурная карта выглядит следующим образом:

[1]. Контур линии должны замыкаться, не обязательно в пределах плана.

[2]. расстояние по горизонтали между любыми двумя контурными линиями указывает величину уклона и изменяется обратно пропорционально величине уклона.

[3]. Широко контур с промежутками указывает на плоскую поверхность ( Рис. Кон.2 ).

[4]. Тесно контур с промежутками указывает на крутой склон ( Рис. Con.2 ).

 

[5]. Равномерный контур указывает на однородность склон.

[6]. Неправильные контуры указывают на неровную поверхность ( рис. Con.3 ).

[7]. Приблизительно концентрические замкнутые контуры с уменьшающимися значениями ближе к центру указывает на пруд ( рис. Кон.4 ).

[8]. Приблизительно концентрические замкнутые контуры с возрастающими значениями по направлению к центру укажите холмы ( Рис. Con.5 ).

[9]. Контурные линии имеют U-образную форму с выпуклостью к нижней части указать гребень ( рис. Con.6.a ).

[10]. Контурные линии с V-образной формой с выпуклостью в сторону возвышенности указать долину ( рис. Con.6.b ).

[11]. Контурные линии обычно не встречаются и не пересекаются друг с другом. Если контурные линии сходятся на каком-то участке, это свидетельствует о наличии вертикальной обрыв ( Рис. Кон. 7 ).

[12]. Контуры разных высот не могут пересекаться друг с другом. Если контурные линии пересекаются друг с другом, это указывает на наличие нависающих скал или пещера ( Рис. Кон. 8 ).

[13]. Самый крутой уклон местности в любой точке контура равен изображается по нормали к контуру в этой точке.

[14]. Контуры не проходят через постоянные структуры, такие как здания ( Рис. Кон. 9 ).

[15]. Контурная линия должна замыкаться, но не обязательно в пределах карты.

(Следующий пост на «МЕТОДЫ КОНТУРА»)

Newer Post Старый пост Главная

Подписаться на: Почтовые комментарии (Atom)

ОЦЕНКА

ОЦЕНКА Что такое оценка? Перед началом любой работы по ее выполнению владелец или заказчик, или строитель, или подрядчик должны.