Ответьте на вопросы к тексту.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информацию об использовании различных электрических устройств. Задания на определение условий безопасного использования электрических устройств.

Короткое замыкание. Плавкие предохранители

Любое электрическое устройство рассчитывают на определенную силу тока. Во время эксплуатации прибора, если произойдет увеличение силы тока больше допустимого значения, может возникнуть короткое замыкание. Возрастание силы тока в цепи может произойти при соединении оголенных проводов, при ремонте электрических цепей под током. В любом случае короткое замыкание возникает тогда, когда соединяются концы участков цепи проводником, сопротивление которого мало по сравнению с сопротивлением самого участка цепи. При коротком замыкании резко возрастает сила тока в электрической цепи, что может стать причиной пожара. Чтобы этого не случилось, применяют плавкие, предохранители. Плавкие предо­хранители при возникновении короткого замыкания отключают электриче­скую цепь.

Главная часть предохранителя -свинцовая проволока, находящаяся в фарфоровой пробке. В зависимости от толщины проволоки, она выдержи­вает ту или иную силу тока, например 10 А. Если сила тока превысит до­пустимое значение, проволока в пробке расплавится, и электрическая цепь разомкнётся. Если перегоревшую проволоку заменить, то плавкий предо­хранитель можно использовать снова.

Ответьте на вопросы к тексту:

1 . Почему в плавких предохранителях применяют именно свинцовую проволоку?

2. Где в квартире устанавливают предохранители?

3. Имеют ли автономные электрические устройства, например телевизоры, предохранители?

4. Существуют ли другие конструкции предохранителей?

24

Задание 3: Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задания на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Тлеющий разряд

Кто из нас не любовался огнями ночного города? Красные, зелёные, … огни в рекламных трубках. Как они создаются?

Если из трубок, которым можно придать разную форму, откачать воздух до давления порядка десятых и сотых долей миллиметров ртутного столба и на впаянные в трубку электроды подать напряжение порядка несколько сотен вольт, то в трубке возникает свечение. Возникшее таким образом свечение получило название тлеющего разряда.

При тлеющем разряде почти вся трубка, за исключением небольшого участка воле катода, заполнена однородным свечением, называемым положительным столбом. Когда мы соединяем электроды трубки с источником высокого напряжения, то свободные положительные ионы, имеющиеся в газе даже при пониженном давлении, устремляются к катоду. При определённом разрежении, когда длина свободного пробега значительна, скорость положительных ионов достигает такого значения, что с поверхности катода вырываются электроны, сталкиваясь с нейтральными молекулами газа, возбуждают свечение газа и частично его ионизацию.

Если трубка наполнена неоном, возникает красное свечение, аргоном – синевато-зелёное сечение. В лампах дневного света используют разряд в парах ртути.

Тлеющий разряд получил применение в квантовых генераторах – газовых лазерах.

Ответьте на следующие вопросы к тексту:

1.Для чего понижается давление в газоразрядных трубках?

2.От чего зависит цвет свечения?

3.Почему при возникшем тлеющем разряде не вся трубка заполнена положительным столбом?

4.Где применяют трубки с тлеющим разрядом?

2

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов

        Из истории открытия электромагнитных явлений

Задание 3: Текст по теме «Электромагнитная индукция», содержащий информацию об электромагнитном загрязнении окружающей среды. Задания на определение степени воздействия электромагнитных полей на человека и обеспечение экологической безопасности.

Невидимое загрязнение

В последние годы повышенное внимание уделяется вопросам влияния электромагнитных полей на состояние здоровья населения и объекты природной среды. Основным источником электромагнитных полей на Земле является Солнце. Суммарная плотность потока электромагнитной энергии у поверхности Земли составляет 10^-10 – 10^-9 Вт/м² в период мощных солнечных вспышек. Использование электромагнитной энергии в различных областях человеческой деятельности привело к тому, что к существующим природному электрическому и магнитному полям добавилось электромагнитные поля искусственного происхождения, уровень которых в несколько десятков раз превышает уровень естественного электромагнитного поля.

В последнее время отмечено резкое увеличение количества и видов новой техники, оборудования и устройств, эксплуатация которых сопровождается излучением электромагнитной энергии в окружающую среду. Это оборудование развивающегося радио- и телевизионного вещания, систем подвижной и персональной радиосвязи, энергетическое оборудование, современная бытовая техника, линии электропередачи.

Являясь биологически активным фактором, электромагнитное поле искусственного происхождения оказывает неблагоприятное воздействие на человека и окружающую природную среду, что и было отмечено в 1989г. Всемирной организацией здравоохранения, включившей этот факт в число значимых экологических проблем.

Помните, что электромагнитные поля различаются по длине волны и частоте колебаний. Чем короче длина волны, тем больше частота колебаний, и наоборот. Их подразделяют на высокочастотные, ультравысокочастотные и сверхвысокой частоты. Биологическая активность электромагнитных излучений возрастает с уменьшением длины волны, что приводит к большей «агрессивности» действия полей радиочастот по сравнению с полями промышленной частоты.

По предварительным оценкам, в России электромагнитному облучению гигиенически значимых уровней подвергаются приблизительно 70% общей численности населения, облучаемого вне производственной сферы (проживающие вблизи воздушных линий электропередачи, в домах с электроплитами и т.д.)

Самые опасные – поля СВЧ диапазона, волны миллиметровые, сантиметровые и дециметровые. По сантиметровым нормам в диапазоне СВЧ при круглосуточном облучении предельно допустимые уровни электромагнитного излучения достигают 5 мкВт\см².

Между интенсивностью электромагнитных полей, продолжительностью их воздействия и состоянием здоровья населения имеется однозначная связь. Она выражается в снижении иммунологической реактивности организма, увеличении общей заболеваемости, распространённости болезней органов дыхания, нервной системы, болезней кожи, разрушения сетчатки глаз, увеличения онкологических заболеваний.

Применение американскими полицейскими радиотелефонов, работающих в СВЧ диапазоне, привело к значительному увеличению числа заболеваний раком мозга.

Размещение садовых и дачных участков вблизи ЛЭП и радарных установок приводит к тому, что электромагнитные поля воздействуют на человека не только снаружи, но и внутри здания

Дети в возрасте до 15 лет в 2,7 раза чаще страдают злокачественными заболеваниями, подвергаясь действию электромагнитного поля с индукцией свыше 0,2 мкТл.

Регулярная работа с компьютером без применения защитных средств приводит к заболеванию органов зрения, к болезням сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта.

Не до конца изучено воздействие ЭМП на сельскохозяйственные объекты.

Недооценка магнитных полей как загрязнителя окружающей природной среды привела к ухудшению экологической ситуации в стране. Необходимо научно обосновать нормативные оценки степени загрязнения окружающей среды электромагнитными полями.

Чтобы в дальнейшем обеспечить экологическую безопасность и защитить население и природную среду от повреждающего действия ЭМП, необходимо детальное нормирование уровня электромагнитных полей различных диапазонов в жилых помещениях, общественных зданиях и на прилегающих к источникам ЭМП территориях.

Ответьте на вопросы к тексту.

1. Что значит электромагнитное поле промышленной частоты?

2.  Какие из бытовых приборов создают наиболее опасные электромаг­нитные поля?

3.  Почему магнитные поля создаются лишь работающими приборами и установками?

4.  Каковы предельно допустимые нормы электромагнитного излучения?

4

Задание 3: Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или повседневной жизни. Задания на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Молнии

Наблюдали ли вы молнию? Красивое и небезопасное явление природы! Уже в середине XIIIв. Учёные обратили внимание на внешнее сходство молнии и электрической искры. Высказывалось предположение, что молния – это электрическая искра. Как же она возникает? Соберём установку: к двум шарикам, закреплённым на изолирующих штативах и находящимися на некотором расстоянии друг от друга, подключим батарею конденсаторов.

Начнём заряжать конденсаторы от электрической машины.

По мере заряжения конденсаторов увеличивается разность потенциалов между электродами, а следовательно, будет увеличиваться напряжённость поля в газе. Пока напряжённость поля невелика, между шариками нельзя заметить никаких изменений. Однако при достаточной напряжённости поля (30 000 В/см) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Опыты с атмосферным электричеством, проводимые М.В.Ломоносовым и Франклином независимо друг от друга, доказали, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния – это гигантская искра, ничем (кроме размеров) не отличающаяся от искры между шариками.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Зачем в описанном опыте применяли батарею конденсаторов?

2. К какому виду разрядов можно отнести молнию?

3. Когда между облаками проскакивает молния?

4. Может ли возникнуть молния между облаками и Землей? Объясните.

7

Задание 3: Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задания по понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Какое хочу, такое получу.

При практическом использовании энергии электрического тока очень часто возникает необходимость изменить напряжение, даваемое каким-либо генератором. В одних случаях нужны напряжения в тысячи или даже в сотни тысяч вольт, v в других нужны напряжения в несколько вольт или несколько десятков вольт. Осуществить такие преобразования можно в устройствах, которые называются трансформаторами. В основе работы трансформатора лежит - явление электромагнитной индукции. Трансформатор S состоит из двух обмоток, надетых на стальной сердечник. Сердечник собран из стальных пластин. Одна из обмоток называется первичной, подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка подключается к «нагрузке», ее называют вторичной. Для трансформатора, работающего на холстом ходу, справедливо соотношение U1/U2=N1/N2=K. Где U1 и U2 напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора, a N1, N2-число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора. Величину К называют коэффициентом трансформации. Трансформатор преобразует переменный электрический ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение приблизительно одинаково в первичной и вторичной обмотках. Электрическая энергия - самая универсальная и удобная форма энергии для передачи на большие расстояния. Удвоение потребления электроэнергии происходит в среднем за 10 лет. Это означает, что роль трансформаторов как повышающих, так и понижающих будет возрастать.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

2. Может ли трансформатор работать от постоянного тока?

3. Каковы потери передаваемой мощности в трансформаторах?

4. Почему сердечник трансформатора набирается из пластин?

8

Задание 3: Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задания на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Огни святого Эльма.

В природе наблюдается интересное явление. Иногда в тропическую ночь на мачтах и реях кораблей появляются кисточки холодного пламени. Эти огни известны очень давно. Их видели Колумб и Магеллан, о них писал даже Юлий Цезарь, который однажды видел такое свечение на копьях своих солдат во вре­мя ночного похода через горы. Не составляет большого труда самим получить такое свечение. Если хорошо натереть лист оргстекла сухой тканью ипосле этого к листу поднести полураскрытые ножницы остриями к листу, то в затем­ненной комнате можно увидеть, как на остриях ножниц появляются дрожащие пучки нитей, светящиеся лиловатым пламенем. В тишине можно услышать легкое шипение или жужжание. Если вместо ножниц к листу оргстекла поднес­ти спичку, то она не зажжется, хотя огонь будет плясать прямо на головке спички. Возникшее свечение холодное. Такое же свечение часто появлялось на шпиле церкви святого Эльма в одном из городов Франции и считалось доброй приметой. Подобное свечение получило название огней святого Эльма.

Ответьте на вопросы к тексту:

1.Какое физическое явление лежит в основе появления огней святого Эльма?

2. Почему не возникает такого свечения на плоской металлической крыше?

3.Опасно ли находиться вблизи возникших огней святого Эльма на ко­рабле?

4.Как можно получить огни святого Эльма?

10

Задание 3: Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.