Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток.docx. Обнаружение электрического поля

Как обнаружить электрическое поле

Электрическое поле существует вокруг любого электрического заряда, находящегося где-либо в пространстве. Если попытаться дать графическое изображение электрическому полю, сделать это можно при помощи силовых линий с определенным направлением. Электрические поля положительного и отрицательного заряда несколько отличаются друг от друга своими свойствами. Если в поле какого-либо определенного заряда поместить еще один заряд, то электрическое поле первого начнет действовать на новый заряд с силой F эл. Обнаружить наличие такого взаимодействия не всегда просто. В большинстве случаев для этого потребуются специальные приборы и устройства.

Инструкция

Для того чтобы определить электрическое поле, скрытую проводку или место короткого замыкания, воспользуйтесь специальным электромагнитным датчиком. Работает датчик, как и большинство подобных приборов, на основании регистрирования проводникового электрического поля, которое в момент обнаружения находится под стандартным напряжением сети.

Используйте для создания прибора, регистрирующего электрическое поле, усилитель, выпрямитель, ключевой каскад, а также мультивибратор, к которому есть полная схема увеличения мощности на транзисторах VT2 и VT3.
Усильте напряжение, частота которого 50 Гц, при помощи усилителя с антенной. Коэффициент усиления на антенне может превышать три тысячи. Отрегулируйте чувствительность вашего прибора с помощью переменного резистора. Двухполупериодный детектор под действием прибора усилит напряжение с выхода. Направьте выпрямленное положительное напряжение на непосредственно на базу транзистора ключевого каскада. При достижении напряжением на транзисторе значения от 0,6 до 0,7 откройте ключ на транзисторе и соедините цепь основного привода мальтивибратора с основным приводом.
Дождитесь, пока мультивибратор не начнет генерировать частотные колебания, разные 2500Гц. Все создаваемые мультивибратором частотные колебания будут подаваться на усилитель, и вы сможете услышать их в капсуле.
После того, как устройство собрано, можно приступать к его использованию. Для этого подключите к цепи фазу электрической сети 220В. Напряжение настройте на минимальное, чтобы было куда регулировать ручку усилителя. Для нормальной работы обязательно во время использования прибора должен быть контакт с рукой того, кто этот прибор держит, то есть с вашей. Включите питание прибора и направьте антенну в сторону, где необходимо обнаружить наличие электрического поля. Показания прибора покажут наличие электрического поля, при его обнаружении.

completerepair.ru

свойства, как создается и его применение

Электрическое поле является составляющей частью электромагнитного поля. Возникает оно вокруг заряженных тел и частиц. Этот объект невидим, но определение электрического поля можно произвести, поместив в него определенный заряд. Для установления количественного значения существует понятие напряженности. Это величина векторная и показывает, с какой силой поле воздействует на помещенный в него пробный заряд.

История появления теории

Прежде чем физически было доказано существование этого явления, специалисты разных рангов пытались теоретически обосновать его появление. Первые попытки были осуществлены в конце XVIII века, когда астроном Лагранж ввел понятие потенциала.

Этот показатель характеризовал напряженность, а фактически является работой, которую должно совершить поле для перемещения заряда из бесконечности в определенную его точку. Чуть позже Кулон вывел понятие взаимодействия между заряженными частицами, для своих опытов он использовал крутильные весы.

В начале XIX века Пуассоном была доказана связь между понятием потенциала и электромагнитным явлением. Через 7 лет были проведены эксперименты, которые показали влияние на магнитную стрелку, протекающим по проводам током.

Это доказало, что вокруг проводников создается электрическое поле с неизменяемой напряженностью. Тему в дальнейшем продолжили Ом и Фарадей. Фарадей опубликовал работы, где описывал взаимодействие разнородных полей.

Практически эта теория позже нашла применение в производстве электродвигателей. Немного спустя в расчеты физиков были введены единицы измерения магнитных и электрических полей.

Описание физического явления

Обнаружить наличие электрического поля несложно. Для этого нужно обладать заряженной частицей и поместить ее в определенное место в пространстве.

Если на нее начнет воздействовать электрическая сила, это и будет доказательством его наличия.

Свойствами поля являются:

невидимость;
способность взаимодействовать только с другими электрическими полями;
оно обладает векторным направлением;
поле может притягивать или отталкивать;
возникает всегда вокруг заряженных частиц;
концентрация;
неоднородность.

На заряженную частицу, помещенную в поле, с разных точек действуют силы, которые отличаются значением и направлением. Для ее определения существует силовая характеристика поля, которая называется напряженностью и обозначается латинской Е.

Величина эта равна отношению силы на заряд, с которой она действует на него в определенной точке поля. Если одновременно в поле помещается несколько зарядов, то общая сила высчитывается как геометрическая сумма всех векторов.

Виды электрических полей

Действие такого явления можно наблюдать ежедневно в бытовых условиях. Для этого можно любой диэлектрик потереть о кусок шерсти или пластмассовую расческу о свои волосы. Результатом таких действий станет создание заряда на предметах, а вокруг них появится электрическое поле.

Существуют следующие виды:

статическое;
индуктированное или вихревое;
стационарное;
магнитное.

Некоторые свойства у разных видов полей совпадают, но среди них есть и существенные различия. Например, если заряженная частица находится в неподвижном состоянии, то вокруг нее существует только статическое поле. Как только она начнет движение, то сразу появится и магнитное поле. Его сила будет возрастать с увеличением скорости заряда.

Кроме этого, во время движения магнитного появится индуктированное поле. Существует и различия между статическим и стационарным полями. Так, для поддержания стационарного состояния необходимо постоянная затрата некоторой энергии, чего не происходит со статическими полями.

Сферы применения

Некоторые свойства электрического поля позволяют с успехом использовать их в повседневной жизни. Например, оно способно образовывать ионы в жидкости. Погружение электродов в жидкую среду позволяет разделять ее на несколько фракций.

На основании этих свойств электрическое поле нашло применение в медицине, химии, любых видах очистки. В медицине, например, ионами воздействуют на пораженные места, благодаря чему происходит уничтожение вредных микроорганизмов, попавших в рану, и быстрое их заживление.

Применяются и аппарат, воздействующие электрическим полем на отдельные участки тела, что позволяет точечно повысить в них температуру. В результате гемодинамики улучшается движение крови и ускоряется процесс выздоровления.

Методом использования электрического поля происходит очищение воды в специальных сооружениях, что широко используют организации водоканалов. Под его воздействием в отстойниках производят отделение чистой воды от вредных примесей.

Такой же метод применяется при добыче нефти для удаления загрязненных веществ, мешающих дальнейшей ее обработке. В настоящее время ведутся разработки по использованию электрического поля для беспроводной передачи электроэнергии к различным приборам.

В то же время в некоторых случаях необходимо и защищаться от его воздействия. Особенно широко это применяется в электронике, где встречается необходимость оградить одно поле от воздействий другого.

220v.guru

Устройство для обнаружения электрического поля линии электропередачи

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к системе обеспечения безопасности работы подъемного крана. Оно может быть использовано для защиты от опасного приближения к линии электропередачи (ЛЭП) стреловых кранов с телескопическими стрелами. Устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи содержит антенну и антенный усилитель, причем, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, а токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя. Расположение антенны в виде плоского конденсатора не на оголовке стрелы, а на поворотном устройстве обеспечивает безопасность работы крана и при установке гуська, а также приводит к ряду удобств при эксплуатации, главными из которых являются: малая длина линии связи и исключение барабана для намотки кабеля, что устраняет причины обрыва кабеля в реальных условиях применения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое техническое решение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к системе обеспечения безопасности работы подъемного крана. Оно может быть использовано для защиты от опасного приближения к линии электропередачи (ЛЭП) стреловых кранов с телескопическими стрелами.

Уровень техники

Известно устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи, содержащее антенный датчик приближения к ЛЭП и антенный усилитель (см. Приборы безопасности грузоподъемных кранов, ред. Сушинского В.А., М., 1996 г., раздел Ш, стр.1-14). В источнике аналог назван универсальный автоматический сигнализатор УАС-1. Антенный датчик состоит из нескольких последовательно соединенных элементов, выполненных в виде петель из изолированного провода. Концы этой цепи присоединены к входу антенного усилителя, выходной сигнал с которого используется для сигнализации.

Принцип действия прототипа заключается в том, что на петлях антенного датчика, имеющих емкость относительно проводов ЛЭП, создается напряжение, которое затем усиливается и используется в блоке сигнализации. Оно должно быть пропорционально рабочему напряжению ЛЭП, чтобы имелась возможность калибровать расстояние до заданной ЛЭП.

Известный антенный датчик имеет ряд существенных недостатков, которые заключаются в следующем:

1. Антенный датчик аналога, кроме емкостной реакции на напряжение ЛЭП, имеет еще и индуктивную реакцию на ток в проводах ЛЭП, так как он состоит из петель (витков) провода. В результате этого полное наводимое в нем напряжение будет зависеть как от напряжения, так и от тока в проводах ЛЭП. Это делает невозможным производить однозначную калибровку расстояния от датчика до заданной ЛЭП, так как ток в проводах изменяется в зависимости от нагрузки на ЛЭП.

2. Антенный датчик приближения к ЛЭП, входящий в состав аналога, имеет по азимуту и углу места неравномерную диаграмму направленности, которая к тому же может изменяться при движении стрелы (или воздействии ветра) вследствие нежесткого закрепления датчика на стреле. Это также не позволяет получить однозначную калибровку датчика и может привести к аварии из-за несрабатывания УАС-1 при приближении датчика к проводам ЛЭП под определенными пространственными углами.

3. Вследствие малой величины поверхности провода такого датчика емкостная связь между ним и проводами ЛЭП будет также мала. Поэтому напряжение, поступающее с датчика на вход усилителя, будет незначительным. В результате сигнал, достаточный для срабатывания УАС-1 от ЛЭП с напряжением 220В, вырабатывается на расстоянии от датчика до проводов ЛЭП, равном 1,5-1,7 м. Такого расстояния для надежного срабатывания сигнализатора при максимальной длине стрелы крана 22-28 м недостаточно для обеспечения безаварийной работы крана, так как колебания напряжения на выходе датчика из-за вышеуказанных факторов могут быть весьма велики и превышать напряжение, соответствующее перемещению датчика на 1,5-2,0 м. Поэтому, например, слабонагруженную ЛЭП или ЛЭП без нагрузки, но под напряжением, такой датчик может вообще не обнаружить.

4. Расположение антенного датчика приближения к ЛЭП на стреле крана приводит к ряду неудобств при эксплуатации, самым главным из которых являются частые обрывы линии связи датчика и сигнализатора в реальных условиях применения, например, при выдвижении стрелы крана, торможении вращения барабана вследствие обледенения или попадания в него посторонних предметов, передвижении крана в непосредственной близости от деревьев и т.д.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи «Азон» (см. Приборы безопасности грузоподъемных кранов, ред. Сушинского В.А., М., 1996 г., раздел III, стр.32-34), содержащее антенну и антенный усилитель. Данные признаки совпадают с признаками изобретения.

Антенна состоит из сферического металлического сегмента, укрепленного на диэлектрическом основании, которое установлено на оголовке стрелы. Подключение устройства к исполнительному блоку производится также с помощью кабеля, намотанного на барабан. Прототип имеет более стабильную диаграмму направленности вследствие жесткого закрепления на оголовке стрелы, однако в нем сохраняются основные недостатки вышеописанного аналога.

1. Напряжение на выходе зависит от тока в проводах ЛЭП, так как магнитные силовые линии электромагнитного поля проводов ЛЭП пересекают поверхность металлического сегмента под различными углами, в связи с чем на нем наводятся токи, создающие в конечном счете напряжение на выходе датчика.

2. Неравномерная диаграмма направленности датчика по азимуту и углу места вследствие закрепления его на оголовке стрелы.

3. Малая величина сигнала на выходе, что приводит к недопустимо малому расстоянию срабатывания защиты (1,5 м) от ЛЭП с напряжением 220В.

4. Большая длина кабеля связи антенного усилителя с блоком сигнализации, что приводит к обрывам кабеля. Наличие кабельного барабана также снижает надежность работы устройства.

5. Кроме того, в данном техническом решении добавляется недостаток, который заключается в невозможности использования такого датчика после установки гуська на стреле крана по причине экранировки антенны гуськом.

Эти недостатки приводят к тому, что практическое применение указанного датчика не может обеспечить безаварийную работу крана вблизи ЛЭП.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого решения является обеспечение безаварийной работы крана вблизи ЛЭП.

Указанная задача достигается тем, что устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи содержит антенну и антенный усилитель и, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.

Новым в предлагаемом техническом решении является использование плоского конденсатора в качестве антенны, токопроводящие пластины которого соединены с входом антенного усилителя, и установка его на поворотном устройстве крана.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков: по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.

Плоский конденсатор может быть прикреплен снаружи к кабине крановщика (например, над кабиной, к задней стенке кабины, к одной из боковых стенок, передней стенке).

Токопроводящие пластины плоского конденсатора могут быть соединены с входом антенного усилителя посредством проводов (кабеля, радиоканала связи или посредством пластин конденсатора).

Токопроводящие пластины плоского конденсатора могут быть закреплены на поворотном устройстве под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю (в частности, под углом 0.01°-90° к отвесной линии).

Обозначим угол между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора через «α». Тогда в формализованном виде способ крепления антенны может быть записан так: антенна выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана под углом α между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, причем

α≠0,

и при этом токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.

Ориентация антенны выбирается исходя из условий работы крана. Требование к креплению антенны следующее: антенна должна быть жестко закреплена на поворотном устройстве крана таким образом, чтобы силовые линии электрического поля ЛЭП проходили через пластины антенны (плоского конденсатора).

Отвесная линия - это линия, по которой действует сила тяжести. Отвесная линия в каждой ее точке определяется отвесом (или другим устройством). Отвесная линия плоского конденсатора проходит через плоский конденсатор.

Относительно отвесной линии задается (определяется) пространственное положение плоского конденсатора.

Технические результаты предлагаемого изобретения следующие:

1. Напряжение на выходе устройства не будет зависеть от наличия или отсутствия тока в ЛЭП 6 (см. фиг.1), так как антенна выполнена в виде плоского конденсатора 2 (см. фиг.1 и 2), Токопроводящие пластины которого расположены под углом α, не равным нулю (или равным нулю), к силовым линиям 7 электрического поля проводов ЛЭП 6. Это делает возможным обнаруживать линии электропередачи, по которым проходит ток, а также линии, находящиеся под напряжением, но без тока в проводах.

2. Антенна заявленного устройства имеет по азимуту и углу места равномерную круговую диаграмму направленности, которая не будет изменяться при движении стрелы, так как антенна закреплена на кране не на конце секции стрелы, а на поворотном устройстве крана, например на кабине крановщика.

3. Предлагаемое устройство обнаруживает слабонагруженную ЛЭП или ЛЭП без нагрузки, но под напряжением. Эффективность обнаружения источника электрического поля зависит от характеристик плоского конденсатора, в частности емкости, которая определяется площадью поверхности пластин конденсатора, типа диэлектрика, расстояния между пластинами и углом между отвесной линией и плоскостью конденсатора, а также характеристик антенного усилителя. Это позволяет обеспечить безопасность работы существующих и перспективных отечественных, а также зарубежных стреловых кранов с длиной стрелы до 100 м и более.

4. Расположение антенны в виде плоского конденсатора не на оголовке стрелы, а на поворотном устройстве (например, в области оси вращения поворотного устройства относительно неповоротного устройства крана) приводит к ряду удобств при эксплуатации, главными из которых являются: малая длина линии связи 4 и исключение барабана для намотки кабеля, что устраняет причины обрыва кабеля в реальных условиях применения. Плоский конденсатор (антенна) может быть закреплен на поворотном устройстве крана, в частности прикреплен к кабине крановщика или закреплен на крыше кабины крановщика. Кроме того, антенна может быть расположена (закреплена) на любой другой части поворотного устройства, например на поворотной раме, противовесе, опорно-поворотном устройстве, корпусе лебедки и др. элементах поворотного устройства.

5. Вследствие расположения антенны в заявленном устройстве не на оголовке стрелы обеспечивается безопасность работы крана и при установке гуська.

Исследования показали, что при площади поверхности пластин электрического конденсатора, равной 10-15 дм2, емкостная связь между ним и проводами ЛЭП 6 будет существенно большей (на несколько порядков), чем у антенны прототипа. При этом сигнал с заявленного устройства обнаружения электрического поля ЛЭП для срабатывания сигнализации от ЛЭП с напряжением 220 В вырабатывается на расстоянии от антенны до проводов ЛЭП, равном 30-40 м. Такого расстояния для надежного срабатывания сигнализатора при максимальной длине стрелы крана, равной 22-30 м, достаточно для обеспечения безаварийной работы крана. С увеличением площади поверхности пластин конденсатора увеличивается заряд конденсатора, что приводит к срабатыванию сигнализатора на большем расстоянии.

Краткое описание чертежей. На фиг.1 представлено устройство обнаружения электрического поля ЛЭП, установленное в зоне кабины крановщика 1. На фиг.2 представлен фрагмент крана с устройством обнаружения электрического поля ЛЭП в увеличенном масштабе. Устройство содержит плоский конденсатор 2, антенный усилитель 3, линию связи 4, подключенную к сигнализатору 5. На фиг.3 и 4 представлены возможные рабочие положения антенны относительно силовых линий ЛЭП и отвесной линией 12.

Осуществление изобретения

Устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи содержит антенну 2 и антенный усилитель 3, и, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана 1 (например, на кабине крановщика) под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.

Устройство обнаружения электрического поля ЛЭП работает следующим образом. Провода ЛЭП 6 при наличии на них напряжения создают электромагнитное поле (см. фиг.1 и 2), электрические линии 7 которого вблизи поверхности земли подходят к ней под прямым углом. Пластины плоского конденсатора 2 закреплены на поворотном устройстве таким образом, чтобы силовые линии проходили через пластины (например, под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю).

Целесообразно располагать антенну под углом α=90°±10° к отвесной линии.

В случае если α=90° электрическое поле проводов, пропорциональное напряжению ЛЭП и перпендикулярное к плоскому конденсатору 2, будет максимально использоваться для создания напряжения между пластинами плоского конденсатора 2. Магнитное поле, создаваемое током в проводах ЛЭП 6, не будет наводить токи на пластинах плоского конденсатора 2, так как находится в плоскости, параллельной пластинам. В результате амплитуда напряжения между пластинами плоского конденсатора 2 не зависит от величины тока в проводах ЛЭП 6 и в соответствии с теорией и практикой электромагнитного поля обратно пропорциональна расстоянию от плоского конденсатора 2 до проводов ЛЭП 6.

Это напряжение поступает на антенный усилитель 3 и далее по линии связи 4 постоянной длины на вход сигнализатора 5, который находится в кабине крановщика 1. Если напряжение превышает порог, выставленный в сигнализаторе в соответствии с типом ЛЭП, на пульте сигнализатора загорается лампочка, подается звуковой сигнал или блокируется движение стрелы. Например, для надежного обеспечения безаварийной работы крана с полностью выдвинутой стрелой и надетым гуськом (общая длина 28 м) вблизи ЛЭП напряжением 220 В порог должен быть такой величины, которую показывает устройство обнаружения электрического поля ЛЭП на расстоянии 30 м от ЛЭП напряжением 220 В.

В случае выполнения угла α из диапазона значений, больших нуля, но меньших 90° (см. фиг.3), потребуется увеличить площадь поверхности пластин плоского конденсатора 2 и/или применить диэлектрик с повышенной диэлектрической проницаемостью. В целом эффективность применения антенны не уменьшится.

На фиг.3 провод ЛЭП 10 и антенна 2 располагаются так, что отвесная линия 12 и пластины конденсатора расположены под углом 45°. Угол обозначен позицией 11.

На фиг.4 провод ЛЭП 10 и антенна 2 располагаются так, что отвесная линия 12 параллельна пластинам конденсатора.

Расположение устройства обнаружения электрического поля ЛЭП в виде плоского конденсатора 2 на кабине крановщика 1 позволяет выполнить его пластины с такой площадью, при которой совместно с антенным усилителем 3 он обеспечит необходимую величину сигнала на входе сигнализатора 5 при расстоянии 30 м и более для ЛЭП с напряжением 220 В.

Диаграмма направленности устройства обнаружения переменного электрического поля ЛЭП в виде горизонтально ориентированного плоского конденсатора 2 имеет в горизонтальной плоскости вид окружности, т.е. прием сигналов со всех азимутальных направлений одинаков, что обеспечивает постоянную амплитуду напряжения на плоском конденсаторе 2 при изменении угла направления на ЛЭП. При расположении проводов ЛЭП 6 сверху над плоским конденсатором 2 обнаружение их будет происходить на таком же расстоянии, как и в горизонтальном направлении.

Таким образом, предлагаемое техническое решение не только устраняет все недостатки прототипа, но и при его использовании вокруг крана создается полусфера безопасности 8 с радиусом 9, например, на 2 м большим, чем максимальная длина стрелы крана, что предохраняет не только стрелу, но и трос с грузом от соприкосновения с электрическими проводами.

1. Устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи, содержащее антенну и антенный усилитель, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоский конденсатор прикреплен снаружи к кабине крановщика.

www.findpatent.ru

Детектор электрического поля широкополосной - Разное - Разное - Каталог статей

Схема состоит из ВЧ усилителя, диодного детектора и усилителя постоянного тока. Первой отличительной особенностью, которая может показаться Вам новинкой является антенная цепь. Вам может показаться, что в данном случае имеет место короткое замыкание антенны на землю, но катушка индуктивности из 15 витков создает напряжение на своих концах в тот момент, когда антенна регистрирует радиосигнал. Это напряжение подается на базу первого транзистора через конденсатор 47p и поскольку транзистор включен через резистор 220k, любой сигнал будет усилен этим транзистором.

Усилитель ВЧ был сконструирован таким образом, чтобы усиливать высокочастотные сигналы. В нашем случае примерно от 100MHz до 300MHz.

300MHz это верхняя граничная частота, на которую реагирует ВЧ транзистор, а низкие частоты срезаются конденсатором 100p в эмиттере.

Сопротивление на частоте 100MHz составляет 16 ом и этот каскад обеспечивает усиление примерно в 12 раз. На частоте 10MHz реактивное сопротивление конденсатора составляет 160 ом и усиление каскада падает примерно до 2 раз.

Это предотвращает усиление низкочастотных сигналов и улучшает показания.

Увеличивая емкость конденсатора в цепи эмиттера, Вы увеличите усиление каскада, однако это может привести к избыточному усилению и самовозбуждению схемы.

Индуктивность в цепи коллектора разделяет ВЧ сигнал от шины питания и немного усиливает амплитуду выходного высокочастотного сигнала.

Низкое значение разделительного конденсатора (100p) между каскадом ВЧ и парой диодов достаточно для передачи сигнала, поскольку не забываете, мы имеем дело с очень высокими частотами. Два диода в детекторном каскаде работаю просто как выпрямитель, и имеют предварительное смещение (через резистор 47k и резистор 100k контроля чувствительности) от положительной шины питания. Но смещение неполное, поскольку эмиттерный переход транзистора усилителя постоянного напряжения требует не более 0,6 в.Когда сигнал проходит через пару выпрямительных диодов отрицательный полупериод снижает напряжение на них и это приводит к отключению транзистора УПТ, поэтому стрелка измерительной головки опускается. Необходим сигнал амплитудой примерно 300mV для того чтобы запустить каскад и усиление около 12 на ВЧ транзисторе, нам необходимо получить около 30 мВ в антенной части для того чтоб сработал детектор.Вот почему Индикатор напряженности поля регистрирует только близкорасположенные источники сигнала и не реагирует на слабые сигналы, не принимая их во внимание.

Подстроечник на 10k, соединенный с одним их концов вольтметра, устанавливает значение максимального отклонения в диапазоне 0-10v.

Схема потребляет примерно 3.5mA и с батарейкой от зажигалки (50mAHr) схема проработает более 12 часов.

drkn.ucoz.ru

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток.docx - «Обнаружение магнитного поля по его ...

проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля,это правило заключается в следующем: Слайд6. если левую руку расположитьтак, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, ачетыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большойпалец покажет направление действующей на проводник силы. Слайд 7. Видео с еще одной трактовкой правила «левой руки»За направление тока во внешней части электрической цепи (т.е. вне источникатока) принимается направление от положительного полюса источника тока котрицательному.

Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены противдвижения электронов в электрической цепи. В таких проводящих средах, какрастворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоихзнаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой рукисовпадает с направлением движения положительно заряженных частиц. Пользуясь правилом левой руки это следует помнить.Слайд 8. С помощью правила левой руки можно определить направлениесилы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в немчастицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простогослучая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям,это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположитьтак, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, ачетыре пальца были направлены по движению положительно заряженнойчастицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленныйна 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направлениесилы, действующей в магнитном поле на проводник с током или движущуюсязаряженную частицу. По этому правилу мы можем определить направление тока(если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводниксила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знакзаряда движущейся частицы (по направлению магнитных линий, силы и скоростидвижениячастицы).Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженнуючастицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицысовпадают с линиями магнитного поля или параллельны им.

Слайд 9. Нельзя ли защититься от действия магнитных сил,укрыться от них за какойнибудь непроницаемой для них преградой? Как ни странно, веществом, непроницаемым для магнитных сил, является то же самое железо, которое так легко намагничивается!Внутри кольца из железа стрелка компаса не отклоняется магнитом, помещенным вне кольца.Железным футляром можно защитить от действия магнитных сил стальной механизм карманных часов. Если бы вы положили золотые часы на полюсы сильногоподковообразного магнита, то все стальные части механизма, прежде всего тонкая волосяная пружинка при балансире, намагнитились бы и часы перестали бы ходить правильно. Удалив магнит, вы не вернете часов к прежнему состоянию, стальные части механизма останутся намагниченными, и часы потребуют самой радикальной починки, замены многих частей механизма. Поэтому с золотыми часами не следует

znanio.ru

Электрическое поле

Разделы: Физика

ТИП УРОКА: Урок изучения нового материала.

ЦЕЛИ УРОКА:

Обучающие:

1. Сформировать одно из основных понятий электродинамики – электрическое поле. 2. Сформировать представление о материи в двух формах: вещества и поля. 3. Показать способы обнаружения электрического поля.

Развивающие:

1. Развивать способности учащихся анализировать, сравнивать, выделять существенные признаки, делать выводы. 2. Развивать абстрактное и логическое мышление учащихся.

Воспитывающие:

1. На примере борьбы теорий близкодействия и дальнодействия показать сложность процесса познания. 2. Продолжить формировать мировоззрение на примере знаний о строении материи. 3. Воспитывать умение доказывать, отстаивать свою точку зрения.

ОБОРУДОВАНИЕ:

графопроектор;
прибор для демонстрации спектров электрических полей;
высоковольтный преобразователь “Разряд”;
источник тока;
соединительные провода;
электрометр;
мех, палочка из оргстекла;
фигурки из бумаги;
кусок ваты, провода;
трансформатор;
виток провода с лампой на 3,5В.

I ЭТАП:

Дидактический момент: учет знаний, умений, навыков.

Прием: фронтальный опрос.

Учитель: Вспомните, что такое электрический заряд.Ученик: Электрический заряд – свойство тел осуществлять электромагнитное взаимодействие друг с другом с силами, которые убывают с увеличением расстояния так же, как и силы всемирного тяготения, но превышают силы тяготения в несколько раз.Учитель: Можно ли сказать: “Полетел свободный заряд.”Ученик: Нет. Электрический заряд всегда находится на частице, свободных электрических зарядов не существует.Учитель: Какие вам известны виды электрических зарядов, и как они взаимодействуют.Ученик: В природе существуют частицы с положительными и отрицательными зарядами. Две положительно заряженные или две отрицательно заряженные частицы отталкиваются, положительно и отрицательно заряженные - притягиваются.Учитель: Действительно, у зарядов все как в жизни у людей. Два энергичных активных человека не могут долгое время быть вместе, одинаковое отталкивается. Энергичный и спокойный уживаются хорошо, различное притягивается.Учитель: В электростатике нам с вами известен закон Кулона для взаимодействия зарядов. Запишите и сформируйте этот закон.Ученик: F = k|q1| |q2| / rІ (пишет на доске, проговаривает закон вслух).

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояний между ними. Если хотя бы один заряд увеличить, то увеличится сила взаимодействия, если расстояние между зарядами увеличить, сила уменьшится.

II ЭТАП

Дидактический момент: пропедевтика изучения нового материала.Прием: проблемная ситуация.

Учитель: Хорошо, основное из пройденного мы вспомнили. А вы не задумывались, каким образом один заряд действует на другой?

Опыт: Помещаю на отрицательный полюс высоковольтного преобразователя ватку. Она приобретает знак “минус”. Со стороны положительного полюса на ватку действует электрическая сила. Под действием ее вата перепрыгивает на положительный полюс, приобретает знак “плюс” и т. д.

Учитель: Как же один заряд действует на другой?. Как осуществляются электрические взаимодействия?. Закон Кулона на это не отвечает. Проблема…Отвлечемся от электрических взаимодействий. А как вы взаимодействуете друг с другом, как, например, Аня обратит на себя внимание Кати?Ученик: Я могу взять её за руку, толкнуть, бросить записку, попросить кого-то её позвать, крикнуть, свистнуть. Учитель: Во всех ваших действиях с точки зрения физики есть общее: кто это общее заметил?Ученик: Взаимодействие осуществляется через промежуточные звенья (руки, плечи, записки), или через среду (звук распространяется в воздухе).Учитель: Какой же следует вывод? Ученик: Для взаимодействия тел необходим некий физический процесс в пространстве между взаимодействующими телами.Учитель: Итак, с взаимодействием людей мы разобрались. А как же взаимодействуют электрические заряды? Что является промежуточными звеньями, средой, осуществляющей электрические взаимодействия?

III ЭТАП

Дидактический момент: изучение нового материала.Приемы: объяснение с опорой на знания учащихся, элементы спора, элементы игры, изложение теории в стихах, демонстрационный эксперимент.Учитель: По этому поводу в физике был долгий спор сторонников теорий близкодействия и дальнодействия. Сейчас мы станем сторонниками этих теорий и попытаемся поспорить..(Делю класс и доску на две половины. С правой стороны доски пишу: “Теория близкодействия”. Здесь же нарисован кроссворд, рисунок 1).

(С левой стороны доски пишу: “Теория дальнодействия”. Здесь нарисован кроссворд, рисунок 2).

Учитель: Итак, правая часть класса – сторонники теории близкодействия. Договорились? Левая часть – сторонники теории дальнодействия. Договорились?(Перехожу в правую часть класса).

Учитель: Что ж, начинаем спорить. Я излагаю суть теории близкодействия, а вы мне помогите, угадайте слова, написанные на доске.

Мы – сторонники близкодействия Утверждаем: для взаимодействия Между телами должна быть среда. Звенья для связи, а не пустота. Процессы в среде той идут быстротечно, Но не мгновенно. Их скорость конечна. (Затем повторяю еще раз, без пауз, выделенные слова прошу произносить всех сторонников теории близкодействия).

Учитель: Приведите примеры, доказывающие вашу теорию.Ученик: 1. Звук распространяется по воздуху или другой среде со скоростью 330 м/с.

2. Нажми на педаль тормоза, давление тормозной жидкости с конечной скоростью, передается к тормозным колодкам.(Перехожу в левую часть класса )

Учитель: Сторонники теории дальнодействия. Я излагаю суть теории дальнодействия, а вы мне помогите, отгадайте слова, выписанные на доске.

Мы - сторонники дальнодействия Утверждаем: для взаимодействия Необходима одна пустота, А не какие-то звенья, среда. Взаимодействие тел несомненно В той пустоте происходит мгновенно.

(Затем повторяю еще раз, без пауз, выделенные слова прошу произносить всех сторонников теории дальнодействия)

Учитель: Приведите примеры, доказывающие вашу теорию?Ученик: 1. Нажимаю на выключатель, свет включается мгновенно. 2. Электризую стержень о мех, подношу к электрометру, стрелка электрометра мгновенно отклоняется (показывает опыт с электрометром). Учитель: Сделаем записи в тетради:

Теория близкодействия:

Электрическое взаимодействие осуществляется через среду, промежуточные звенья.
Электрическое взаимодействие передается с конечной скоростью.

Теория дальнодействия:

Электрическое взаимодействие осуществляется через пустоту.
Электрическое взаимодействие передается мгновенно.

Учитель: Как быть? Кто же прав? Для разрешения спора нам нужна...?

Класс: Идея.

Учитель: Да, идея - редкая дичь в лесу слов. / В.Гюго/

Спор завершил генератор идей - Английский ученый Майкл Фарадей.

Какова идея Фарадея? Откройте стр.102 параграф38, пункт 1.

Даю 3 минуты уловить гениальную идею Фарадея. (Класс читает, учитель изменяет положение приборов).

Ученик: Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Учитель: Так кто же прав: сторонники теорий дальнодействия или близкодействия?

Ученик: Сторонники теории близкодействия.

Учитель: А что является промежуточным звеном, осуществляющим электрическое взаимодействие?

Ученик: Электрическое поле.

Учитель: Так почему же взаимодействует заряженная ватка с заряженным шаром на расстоянии, вспомните опыт?

Ученик: Электрическое поле заряженного шара действует на ватку.

Учитель: Электрическое поле... Сказать легко, а представить сложно. Наши органы чувств не способны видеть, фиксировать это поле. Так что же такое электрическое поле? (Формулировки пунктов 1) – 4) создаем совместно, ученики делают записи в тетрадь).

Электрическое поле: (запись в тетради). Устные комментарии учителя или учеников.

1). Вид материи, существующий в пространстве около заряженных тел.	1) Материя может существовать в двух формах: вещества и поля. Вещество ощущаем непосредственно органами чувств, поле - опосредованно, через что-либо.
2). Поле материально, существует независимо от нас.	2) (а) Радиоволны - электромагнитные поля. Они распространяются в пространстве, даже когда их источник ( например, радиостанция) не работает. (б) Микроволновая печь разогревает пищу за счет энергии электрического поля. Значит, электрическое поле существует. Оно материально, т.к. обладает энергией.
3). Электрическое поле распространяется с конечной скоростью с= 3* 108 м/с.	3) Сейчас это доказано: управляя луноходом с Земли, учитывают, что радиосигнал идет до Луны 1,3 сек.; управляя станцией на Венере, учитывают, что до нее электрическое поле идет 3,5 мин.
4). Главное свойство электрического поля -действие его на электрические заряды с некоторой силой.	4) Опыт: электрическое поле пластины из оргстекла действует на бумажные фигурки с силой, заставляя их двигаться, “плясать”.

Учитель: Хотелось бы вам “увидеть” электрическое поле?

С помощью наших органов чувств это невозможно. Нам помогут мелкие частицы (манка), насыпанные в машинное масло и помещенные в сильное электрическое поле.

Опыт. ( Используется прибор для демонстрации спектров электрических полей).

Беру кювету с маслом и манкой, размешаю на графопроекторе, подвожу напряжение от “Разряда”к электродам. На электродах появились разноименные заряды. Что видим, как это объяснить?

Ученик: Вокруг электродов существует электрическое поле, крупинки манки наэлектризовались и под действием поля начали располагаться по определенным линиям, т.к. поле действует на крупинки с силой.

Учитель: Крупинки выстраиваются по силовым линиям электрического поля, отражая его “картину”. Там, где линии гуще - поле сильнее, реже - слабее. Линии тянутся друг к другу, значит, поля разноименные.

Поле двух пластин иное. Линии поля параллельны. Такое поле одинаково во всех точках и называется однородным.

Размещу в поле двух пластин металлическое кольцо,' внутри кольца крупинки не перестраиваются. Что это значит?

Ученик: Внутри металлического кольца электрического поля нет.

IVЭТАП

Дидактический момент: обобщение; краткий учет знаний. Приемы: экспресс - опрос с использованием сигнальных карточек; опыт на догадку.

Учитель: Так что же мы сегодня узнали, что же осталось в головах? Проверим. На ваших столах - 5 карточек разных цветов. Я задаю вопрос, вы поднимаете ту карточку, на которой, с вашей точки зрения, верный ответ: цветной стороной - ко мне, текстом - к вам. По цвету я быстро сориентируюсь, кто же что усвоил. (Учитель фиксирует результат экспресс-опроса).

Экспресс-опрос.

Вопрос 1. Сущность теории близко действия? (Красная карточка).

Вопрос 2. Сущность теории дальнодействия? (Синяя карточка). Вопрос 3. Суть идеи Фарадея? (Зеленая карточка). Вопрос 4. Что такое электрическое поле? (Белая карточка).

(Пятая карточка (оранжевая) не соответствует ни одному из вопросов).

Тексты карточек.

Красная карточка: тела взаимодействуют через промежуточные звенья с конечной скоростью.
Синяя карточка: тела взаимодействуют через пустоту мгновенно.
Зеленая карточка: электрическое взаимодействие происходит благодаря электрическому полю.
Белая карточка: вид материи, существующий в пространстве около заряженных тел. Поле независимо от нас, распространяет с конечной скоростью и действует с некоторой силой на заряд.

Итог: учитель проговаривает, сколько человек из класса правильно ответили на вопросы, называет верные цвета карточек. Молодцы!

Учитель: А сейчас – опыт под звонок.

Опыт: Включаю в сеть трансформатор. В его обмотках движутся заряды, вокруг которых, как вы знаете, создаётся электрическое поле. Беру виток провода и лампой. Виток не подключен к сети. Подношу к трансформатору. Почему лампа светится, ведь она не включена в электрическую сеть?

Ученик: Вокруг обмоток трансформатора существует электрическое поле, которое действует на заряды в витке силой, приводит заряды в движение, через лампу течет ток, лампа светится. Поле материально. Электрическое поле существует!

V ЭТАП

Дидактический момент: домашнее задание. Прием: запись параграфов в дневник с доски.

§37, вопросы стр.102, §38, вопросы стр. 104. ( Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Учебник для 10 кл. общеобразовательных учреждений. – 8-е изд. – М.: Просв., 2000).

VI ЭТАП

Дидактический момент: подведение итогов.

Прием: учет верных ответов учащихся за урок с последующим обобщением; выставление оценок.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Что такое электрическое поле? Определение

Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющее собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.

Поле, на которое подают электрический ток!)

Электрическое поле — особая форма материи, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах. Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться по его действию и с помощью приборов. Основным действием электрического поля является ускорение тел или частиц, обладающих электрическим зарядом. Электрическое поле можно рассматривать как математическую модель, описывающую значение величины напряженности электрического поля в данной точке пространства. Дуглас Джанколи писал так: "Следует подчеркнуть, что поле не является некой разновидностью вещества; правильнее сказать, это чрезвычайно полезная концепция… Вопрос о «реальности» и существовании электрического поля на самом деле — это философский, скорее даже метафизический вопрос. В физике представление о поле оказалось чрезвычайно полезным — это одно из величайших достижений человеческого разума". Электрическое поле является одной из составляющих единого электромагнитного поля и проявлением электромагнитного взаимодействия. Физические свойства электрического поля В настоящее время наука ещё не достигла понимания физической сущности таких полей, как электрическое, магнитное и гравитационное, а также их взаимодействия друг с другом. Пока еще только описаны результаты их механического воздействия на заряженные тела, а также существует теория электромагнитной волны, описываемая Уравнениями Максвелла. Эффект поля — Эффект поля заключается в том, что при воздействии электрического поля на поверхность электропроводящей среды в её приповерхностном слое изменяется концентрация свободных носителей заряда. Этот эффект лежит в основе работы полевых транзисторов. Основным действием электрического поля является силовое воздействие на неподвижные (относительно наблюдателя) электрически заряженные тела или частицы. Если заряженное тело фиксировано в пространстве, то оно под действием силы не ускоряется. На движущиеся заряды силовое воздействие оказывает и магнитное поле (вторая составляюшая силы Лоренца) . Наблюдение электрического поля в быту Для того, чтобы создать электрическое поле, необходимо создать электрический заряд. Натрите какой-нибудь диэлектрик о шерсть или что-нибудь подобное, например, пластиковую ручку о собственные волосы. На ручке создастся заряд, а вокруг — электрическое поле. Заряженная ручка будет притягивать к себе мелкие обрывки бумаги. Если натирать о шерсть предмет бо́льшей ширины, например, резиновую ленту, то в темноте можно будет видеть мелкие искры, возникающие вследствие электрических разрядов. Электрическое поле часто возникает возле телевизионного экрана при включении или выключении телеприёмника. Это поле можно почувствовать по его действию на волоски на руках или лице.

Бл* зачем такие большие строки обтясните кроче я же не буду это все писать в билет

touch.otvet.mail.ru