PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Что такое плотность тока

Электрические провода, находящиеся под напряжением, постоянно испытывают определенную нагрузку. Поэтому очень часто возникает вопрос, что такое плотность тока и каким образом она влияет на качество электроснабжения. Фактически данная величина характеризует степень электрической нагрузки проводников. Она позволяет предотвратить излишние потери при прокладке кабельных линий. Во время использования устройств с высокой частотой, следует учитывать наличие дополнительных электродинамических эффектов.

Плотность электрического тока

Под действием электрического поля начинается упорядоченное перемещение зарядов, известное всем, как электрический ток. Обычно для движения зарядов используется какая-либо среда, которая называется проводником и является носителем тока.

Плотность тока совместно с другими факторами характеризует движение зарядов. Формула плотности тока дает описание электрического заряда, переносимого в течение 1 секунды через определенное сечение проводника, направленного перпендикулярно этому току.

Таким образом, с физической точки зрения плотность тока — это заряды, в определенном количестве протекающие через установленную единицу площади в период единицы времени. Данный параметр является векторной величиной и представляется в виде соотношения силы тока и площади поперечного сечения проводника, по которому и протекает этот ток. Модульное значение плотности тока будет равно: j = I/S. В этой формуле j является модулем вектора, I – силой тока, S – площадью поперечного сечения.

Векторы плотности тока и скорости движения токообразующих зарядов имеют одинаковое направление, если заряды обладают положительным значением и противоположное – когда они отрицательные.

В чем измеряется плотность тока? В качестве единицы измерения используется А/мм2. Данная величина применяется на практике, в основном, для принятия решения о выборе того или иного проводника в соответствии с его способностями выдерживать те или иные нагрузки. плотность играет важную роль, поскольку каждый проводник обладает сопротивлением. В результате потерь тока происходит нагрев проводника. Чрезмерные потери приводят к критическому нагреванию, вплоть до расплавления жил.

Для предотвращения подобных ситуаций, каждый потребитель рассчитывается на определенную плотность, по которой подбирается и оптимальное сечение проводника. Во время проектирования, помимо расчетных формул, используются уже готовые таблицы, содержащие все необходимые исходные данные, на основе которых можно получить конечный результат.

Следует помнить, что у разных проводников неодинаковая плотность электрического тока. В современных условиях практикуется использование преимущественно медных проводов, где это значение не превышает 6-10 А/мм2. Это приобретает особую актуальность в условиях длительной эксплуатации, когда проводка должна работать в облегченном режиме. Повышенные нагрузки допускаются, но лишь на короткий период времени.

Сила тока и плотность

Для того чтобы понять, как работает та или иная электрическая величина, необходимо знать условия и степень их взаимодействия между собой. Большое значение имеет зависимость силы и плотности тока в проводнике. Перед тем как рассматривать эту зависимость следует более подробно остановиться на понятии электрического тока.

Под действием определенных факторов в металлах, выступающих в роли основных проводников, образуется направленное движение заряженных частиц. Как правило, это электроны, обладающие отрицательным зарядом. Существуют и другие проводники, называемые электролитами, в которых направленное движение создается ионами, которые могут быть положительными или отрицательными. Третий вид проводников представляет собой различные газы, где электрический ток создается не только электронами, но и с помощью положительных и отрицательных ионов. Величину плотности тока можно определить в любом проводнике, но более наглядно это будет на примере металлов.

Условно электрический ток имеет направление, совпадающее с направлением движения положительно заряженных частиц. Для его создания и существования необходимо соблюдение двух основных условий. В первую очередь, это сами заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в проводнике под действием сил электрического поля. Соответственно, необходимо само электрическое поле, способное существовать в проводнике в течение длительного времени под действием источника тока.

Сила (I) и плотность (j) электрического тока являются его основными характеристиками. Сила тока считается скалярной физической величиной, определяемой как отношение заряда ∆q, проходящего через поперечное сечение проводника в течение некоторого времени ∆t, к данному временному промежутку. В виде формулы это будет выглядеть следующим образом: I = ∆q/∆t. Единицей измерения силы тока служит ампер. Это позволит в дальнейшем решить вопрос, как найти плотность тока.

Существует связь силы тока со скоростью свободных зарядов, находящихся в упорядоченном движении. Определить эту зависимость можно на примере участка проводника, имеющего площадь сечения S и длину ∆l. Заряд каждой частицы принимается за q0, а объем проводника ограничивается сечениями № 1 и № 2. В этом объеме количество частиц составляет nS∆l, где n является концентрацией частиц. Величина их общего заряда составляет: ∆q = q0nS∆l. Упорядоченное движение свободных зарядов осуществляется со средней скоростью hvi. Следовательно за установленный промежуток времени ∆t = ∆I/ hvi все частицы, находящиеся в этом объеме, пройдут через сечение № 2. В результате, сила тока составит I = ∆q/∆t, как уже и было отмечено.

Сила тока имеет непосредственную связь с плотностью тока j представляющей собой векторную физическую величину. Ее модуль определяется как отношение силы тока I и площади поперечного сечения проводника. Плотность формула отражает как j = I/S. Вектор плотности тока совпадает с вектором скорости упорядоченно движущихся положительно заряженных частиц. Постоянный ток обладает плотностью, имеющей стабильное значение на всем поперечном сечении проводника. Таким образом, плотность и сила тока самым тесным образом связаны между собой.

электромагнетизм — Зависимость между током двигателя и его нагрузкой

спросил

10 лет, 1 месяц назад

Изменено 10 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 7к раз

$\begingroup$

Когда двигатель, подключенный к аккумулятору с постоянным напряжением, вращается без нагрузки, его скорость выше, чем с нагрузкой. Мне сказали, что из-за обратной ЭДС ток очень мал при отсутствии нагрузки из-за более высокой скорости. И поэтому, когда есть нагрузка, обратная ЭДС меньше, так как двигатель вращается медленнее, и, следовательно, ток выше.

Что такое противо-ЭДС и какова связь между ней и скоростью двигателя (ну, катушки внутри двигателя)?

Постоянна ли выходная энергия двигателя независимо от того, есть у него нагрузка или нет? (игнорируя трение и электрическое сопротивление), потому что я не понимаю, как ток может быть выше, когда двигатель (или кажется) выполняет больше работы из-за нагрузки?

• электромагнетизм

$\endgroup$

$\begingroup$

В двигателе постоянного тока, когда якорь вращается, его катушки отключают магнитное поле и индуцируют напряжение в катушках. Это напряжение имеет противоположную полярность напряжению, питающему двигатель (аккумулятор), и называется противо-ЭДС.

Он моделируется как источник напряжения, который пропорционален скорости двигателя, умноженной на константу. Чем быстрее вращается двигатель, тем выше противоэдс.

Мощность двигателя непостоянна, равно как и энергия. Мощность двигателя — это просто напряжение, измеренное на подводящих проводах, умноженное на ток в подводящих проводах (P=V*I). Выходная мощность двигателя равна произведению скорости двигателя на крутящий момент. Мощность будет равна нулю при нулевом крутящем моменте и будет равна нулю при нулевой скорости. Между этими двумя точками мощность будет увеличиваться, достигать пика, а затем возвращаться к нулю. Как правило, на двигателе постоянного тока скорость пропорциональна напряжению, а крутящий момент пропорционален току. По мере увеличения нагрузки и увеличения крутящего момента двигатель будет потреблять больше тока. Если вам нужно ускорить или замедлить двигатель, вам нужно повысить или понизить напряжение.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Соотношение скоростей и токов в асинхронных двигателях

Говорят, что скорость асинхронного двигателя зависит от его частоты, а крутящий момент зависит от тока.

Асинхронные двигатели механически просты, но теоретически сложны. Я думаю, что неатрибутированные «они», которых вы цитируете, слишком упрощают.

Предположим, что асинхронный двигатель работает с постоянной нагрузкой и скоростью. Что происходит, когда я увеличиваю его ток (путем изменения напряжения), но сохраняю постоянную частоту источника (посредством vfd)?

Затем вы начинаете использовать его за пределами параметров любого чрезмерного упрощения, сделанного вашими неатрибутированными «ними», и «они» перестают быть правильными.

Как и большинство двигателей, асинхронные двигатели генерируют крутящий момент, потому что магнитное поле в роторе взаимодействует с магнитным полем в статоре. Что делает асинхронный двигатель сложным, так это то, что его поле ротора создается обмоткой, ток которой индуцируется (отсюда и «асинхронный двигатель») магнитным полем статора. Этот ток зависит от величины скольжения (посмотрите) и силы магнитного поля, создаваемого статором. Отношения между ними настолько сложны, что для их полного описания может потребоваться не одна глава книги, а я уже давно не изучал этот предмет, поэтому я собираюсь бессовестно замалчивать любые детали.

Я знаю, что частотно-регулируемые приводы предназначены для более или менее постоянного скольжения двигателей. Я говорю «более или менее», потому что подозреваю, что существуют всевозможные компромиссы между проскальзыванием и эффективностью, а также между затратами на частотно-регулируемый привод и сложностью поддержания заданного проскальзывания.

Частично это связано с тем, что частотно-регулируемый привод регулирует не только частоту, но и напряжение на двигателе. Он постоянно жонглирует как постоянным скольжением, так и максимальной эффективностью на желаемой выходной частоте.

Итак, вот что происходит в вашем сценарии:

Предположим, что ваш частотно-регулируемый привод (А) способен управлять двигателем с максимальной эффективностью, а (Б) позволит вам возиться с его настройками. И то, и другое — журавль в небе, потому что (A) люди построили эту штуку, а мы не настолько хороши (хотя я не удивлюсь, если ЧРП может приблизиться к этой цели на один-два процентных пункта, и (B) люди, которые построили эту штуку, не доверяют людям, которые будут использовать эту штуку, чтобы не все испортить. Но я отвлекся.0005

Вы настроили двигатель на работу с максимальной эффективностью на определенной скорости. Это происходит потому, что вы сказали частотно-регулируемому приводу, что вам нужно, и у него есть несколько контуров управления, которые гарантируют именно это. Затем вы говорите своему частотно-регулируемому приводу: «Хорошо, зафиксируйте частоту, на которую вы собираетесь, но увеличьте напряжение двигателя».

Когда это происходит, ток статора и магнитное поле увеличиваются.