Физика 9 класс. 1. Физика. Методы познания природы. Физические явления
 Скачать 5.42 Mb.
|
62. Принцип действия электроизмерительных приборов.Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.  Амперметр переменного тока  Вольтметр переменного тока  Омметр  Мультиметр (тестер) Средства электрических измерений широко применяются в энергетике, связи, промышленности, на транспорте, в научных исследованиях, медицине, а также в быту — для учёта потребляемой электроэнергии. Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения. Классификация[править | править вики-текст] Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов: амперметры — для измерения силы электрического тока; вольтметры — для измерения электрического напряжения; омметры — для измерения электрического сопротивления; мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока; магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений; ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока; электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии и множество других видов Кроме этого существуют классификации по другим признакам: по назначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства; по способу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие ( в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде); по методу измерения — приборы непосредственной оценки и приборы сравнения; по способу применения и по конструкции — щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные; по принципу действия: электромеханические (см. статью Системы измерительных приборов): магнитоэлектрические; электромагнитные; электродинамические; электростатические; ферродинамические; индукционные; магнитодинамические; электронные; термоэлектрические; электрохимические. В — приборы вибрационного типа (язычковые) Д — электродинамические приборы Е — измерительные преобразователи И — индукционные приборы К — многоканальные и комплексные измерительные установки и системы Л — логометры М — магнитоэлектрические приборы Н — самопишущие приборы П — вспомогательные измерительные устройства Р — меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей С — электростатические приборы Т — термоэлектрические приборы У — измерительные установки Ф — электронные приборы Х — нормальные элементы Ц — приборы выпрямительного типа Ш — измерительные преобразователи Щ — щитовые приборы Э — электромагнитные приборы 63. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея. Закон электромагнитной индукции.Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года[1]. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током. Закон Фарадея[править | править вики-текст] Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):  где — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,  — магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром.Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:  где — электродвижущая сила, — число витков, — магнитный поток через один виток, — потокосцепление катушки. Векторная форма[править | править вики-текст] В дифференциальной форме закон Фарадея можно записать в следующем виде:  (в системе СИ)или  (в системе СГС).В интегральной форме (эквивалентной):  (СИ)или  (СГС)Здесь — напряжённость электрического поля, — магнитная индукция, — произвольная поверхность, — её граница. Контур интегрирования подразумевается фиксированным (неподвижным). Следует отметить, что закон Фарадея в такой форме, очевидно, описывает лишь ту часть ЭДС, что возникает при изменении магнитного потока через контур за счёт изменения со временем самого поля без изменения (движения) границ контура (об учете последнего см. ниже). В этом виде закон Фарадея входит в систему уравнений Максвелла для электромагнитного поля (в дифференциальной или интегральной форме соответственно)[2]. Если же, скажем, магнитное поле постоянно, а магнитный поток изменяется вследствие движения границ контура (например, при увеличении его площади), то возникающая ЭДС порождается силами, удерживающими заряды на контуре (в проводнике) и силой Лоренца, порождаемой прямым действием магнитного поля на движущиеся (с контуром) заряды. При этом равенство  продолжает соблюдаться, но ЭДС в левой части теперь не сводится к  (которое в данном частном примере вообще равно нулю). В общем случае (когда и магнитное поле меняется со временем, и контур движется или меняет форму) последняя формула верна так же, но ЭДС в левой части в таком случае есть сумма обоих слагаемых, упомянутых выше (то есть порождается частично вихревым электрическим полем, а частично силой Лоренца и силой реакции движущегося проводника).Потенциальная форма[править | править вики-текст] При выражении магнитного поля через векторный потенциал закон Фарадея принимает вид:  (в случае отсутствия безвихревого поля, то есть тогда, когда электрическое поле порождается полностью только изменением магнитного, то есть электромагнитной индукцией).В общем случае, при учёте и безвихревого (например, электростатического) поля имеем:  Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работытрансформаторов, дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов.[1] Закон гласит: Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятого со знаком минус.[1] или другими словами: Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. |