از چه وسیله ای می توان برای چرخش استفاده کرد. چگونگی مطالعه جو: توصیف، روش ها و روش های تحقیق. علمی که جو را مطالعه می کند. اصول مدولاسیون موج

برای امواج در محدوده متر و دسی متر، یونوسفر شفاف است. ارتباط بر روی این امواج فقط در فاصله خط دید انجام می شود. به همین دلیل آنتن های فرستنده تلویزیون بر روی دکل های بلند تلویزیون قرار می گیرند و برای پخش تلویزیونی در فواصل طولانی باید ساخت ایستگاه های رلهدریافت و سپس ارسال سیگنال

و با این حال، در حال حاضر، امواجی با طول کمتر از یک متر هستند که برای ارتباطات رادیویی از راه دور استفاده می شوند. ماهواره های زمین مصنوعی به کمک می آیند. ماهواره هایی که برای ارتباطات رادیویی استفاده می شوند به مدار زمین ثابت پرتاب می شوند، دوره ای که در آن دوران انقلاب با دوره چرخش زمین به دور محور خود (حدود 24 ساعت) همزمان است. در نتیجه، ماهواره با زمین می چرخد ​​و در نتیجه بر روی نقطه خاصی از زمین واقع در خط استوا شناور می شود. شعاع مدار زمین ثابت حدود 40000 کیلومتر است. چنین ماهواره‌ای سیگنالی را از زمین دریافت می‌کند و سپس آن را رله می‌کند. تلویزیون ماهواره ای قبلاً کاملاً رایج شده است ، در هر شهر می توانید "ظروف" - آنتن هایی برای دریافت سیگنال های ماهواره ای را مشاهده کنید. با این حال، علاوه بر سیگنال های تلویزیونی، بسیاری از سیگنال های دیگر از طریق ماهواره ها منتقل می شود، به ویژه سیگنال های اینترنتی، ارتباط با کشتی های واقع در دریاها و اقیانوس ها انجام می شود. معلوم می شود که این اتصال از ارتباطات موج کوتاه قابل اعتمادتر است. ویژگی های انتشار امواج رادیویی در شکل 3 نشان داده شده است.

همه امواج رادیویی بسته به طول آنها به چندین محدوده تقسیم می شوند. نام دامنه ها، خواص انتشار امواج رادیویی و مناطق مشخصه استفاده از امواج در جدول آورده شده است.

تولید امواج رادیویی در نتیجه حرکت ذرات باردار با شتاب اتفاق می افتد. موجی با فرکانس معین از حرکت نوسانی ذرات باردار با این فرکانس ایجاد می شود. هنگامی که یک موج رادیویی بر روی ذرات باردار آزاد عمل می کند، جریان متناوبی با فرکانس مشابه فرکانس موج ایجاد می شود. این جریان توسط دستگاه گیرنده قابل ثبت است. امواج رادیویی با دامنه های مختلف به طور متفاوتی در نزدیکی سطح زمین منتشر می شوند.

1. کوتاه ترین و طولانی ترین امواج رادیویی با چه فرکانسی مطابقت دارد؟

2. * یک فرضیه بیان کنید، چه چیزی می تواند حد طول امواج رادیویی منعکس شده توسط یونوسفر را تعیین کند.

3. چه دامنه امواجی که از فضا به ما می رسد را می توانیم با گیرنده های زمینی دریافت کنیم؟

§26. استفاده از امواج رادیویی

(درس-سخنرانی).

اینجا رادیو هست اما شادی نیست.

I. Ilf، E. Petrov

چگونه می توان اطلاعات را با استفاده از امواج رادیویی مخابره کرد؟ مبنای انتقال اطلاعات با استفاده از ماهواره های زمین مصنوعی چیست؟ اصول رادار چیست و رادار چه فرصت هایی را فراهم می کند؟

ارتباط رادیویی رادار مدولاسیون موج

0 "style="border-collapse:collapse;border:none">

الکساندر استپانوویچ پوپوف (1859 - 1906) - فیزیکدان مشهور روسی، مخترع رادیو. اولین آزمایشات را در مورد کاربرد عملی امواج رادیویی انجام داد. او در سال 1986 اولین تلگراف رادیویی را به نمایش گذاشت.

طراحی های بهبود یافته فرستنده های رادیویی و گیرنده های رادیویی توسط مارکونی ایتالیایی ایجاد شد که در سال 1921 موفق به برقراری ارتباط منظم بین اروپا و آمریکا شد.

اصول مدولاسیون موج

وظیفه اصلی که برای امواج رادیویی محول می شود، انتقال برخی اطلاعات از راه دور است. موج رادیویی تک رنگ با طول معین یک نوسان سینوسی میدان الکترومغناطیسی است و هیچ اطلاعاتی را حمل نمی کند. برای اینکه چنین موجی بتواند اطلاعات را حمل کند، باید به نوعی تغییر داده شود یا به عبارت علمی، تعدیل کردن(از لاتین modulatio - بعد، بعد). تک یاخته مدولاسیون امواج رادیوییدر اولین تلگراف های رادیویی استفاده شد که برای آن از کد مورس استفاده شد. با استفاده از کلید، فرستنده های رادیویی برای مدت طولانی تر یا کوتاه تری روشن می شدند. فواصل طولانی با علامت خط تیره و فواصل کوتاه با علامت نقطه مطابقت داشت. هر حرف از حروف الفبا با مجموعه مشخصی از نقطه و خط تیره همراه بود که با شکاف خاصی همراه بود. در شکل شکل 1 نموداری از نوسانات موجی را نشان می دهد که سیگنال خط تیره-نقطه-خط تیره را ارسال می کند. (توجه داشته باشید که در یک سیگنال واقعی، تعداد بسیار بیشتری از نوسانات در یک نقطه یا خط تیره قرار می گیرند).

به طور طبیعی، انتقال صدا یا موسیقی با چنین سیگنالی غیرممکن بود، بنابراین بعداً آنها شروع به استفاده از مدولاسیون متفاوت کردند. همانطور که می دانید صدا یک موج فشار است. به عنوان مثال، صدای خالص مربوط به نت اکتاو اول مربوط به موجی است که فشار آن بر اساس یک قانون سینوسی با فرکانس 440 هرتز تغییر می کند. با کمک یک دستگاه - میکروفون (از میکروفن یونانی - کوچک، تلفن - صدا) می توان نوسانات فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد که تغییر ولتاژ با همان فرکانس است. این نوسانات را می توان بر روی نوسان یک موج رادیویی قرار داد. یکی از این روش های مدولاسیون در شکل 1 نشان داده شده است. 2. سیگنال های الکتریکی مربوط به گفتار، موسیقی و تصاویر شکل پیچیده تری دارند، اما ماهیت مدولاسیون بدون تغییر باقی می ماند - پوشش دامنه موج رادیویی شکل سیگنال اطلاعات را تکرار می کند.

بعداً روش‌های مدولاسیون مختلف دیگری توسعه یافتند که در آن نه تنها دامنه موج تغییر می‌کند، مانند شکل‌های 1 و 2، بلکه فرکانس نیز تغییر می‌کند، که به عنوان مثال، یک سیگنال تلویزیونی پیچیده را که اطلاعات تصویر را حمل می‌کند، ممکن می‌سازد. .

در حال حاضر تمایل به بازگشت به "نقطه" و "خط تیره" اصلی وجود دارد. واقعیت این است که هر اطلاعات صوتی و تصویری را می توان به صورت دنباله ای از اعداد رمزگذاری کرد. این رمزگذاری است که در رایانه های مدرن انجام می شود. به عنوان مثال، یک تصویر روی صفحه کامپیوتر از نقاط زیادی تشکیل شده است که هر کدام به رنگ متفاوتی می درخشند. هر رنگ با یک عدد مشخص کدگذاری می شود و بنابراین کل تصویر را می توان به صورت دنباله ای از اعداد مربوط به نقاط روی صفحه نمایش داد. در کامپیوتر تمامی اعداد در سیستم باینری واحدها ذخیره و پردازش می شوند یعنی از دو رقم 0 و 1 استفاده می شود بدیهی است که این اعداد مشابه نقطه و خط تیره کد مورس هستند. سیگنال های رمزگذاری شده دیجیتال دارای مزایای زیادی هستند - آنها کمتر در معرض اعوجاج در طول انتقال رادیویی هستند و به راحتی توسط دستگاه های الکترونیکی مدرن پردازش می شوند. به همین دلیل است که تلفن های همراه مدرن و همچنین انتقال تصاویر با استفاده از ماهواره از فرمت دیجیتال استفاده می کنند.

احتمالا اکثر شما رادیو یا تلویزیون خود را روی برنامه ای تنظیم کرده اید، برخی از تلفن های همراه استفاده می کنند. اتر ما با طیف گسترده ای از سیگنال های رادیویی پر شده است و تعداد آنها دائما در حال افزایش است. آیا آنجا برای آنها "تنگه" نیست؟ آیا محدودیتی برای تعداد فرستنده های رادیویی و تلویزیونی که همزمان کار می کنند وجود دارد؟

به نظر می رسد که محدودیتی در تعداد فرستنده های همزمان وجود دارد. واقعیت این است که وقتی یک موج الکترومغناطیسی هر اطلاعاتی را حمل می کند، توسط یک سیگنال خاص مدوله می شود. چنین موج مدوله شده ای دیگر نمی تواند با فرکانس یا طول کاملاً تعریف شده مرتبط باشد. مثلاً اگر موج آدر شکل 2 فرکانس دارد w، در محدوده امواج رادیویی و سیگنال قرار دارد بفرکانس دارد دبلیودر محدوده امواج صوتی (از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز) و سپس موج مدوله شده Vدر واقع سه موج رادیویی با فرکانس است w-دبلیو, wو w+دبلیو. هر چه یک موج اطلاعات بیشتری داشته باشد، دامنه فرکانس بیشتری را اشغال می کند. هنگام انتقال صدا، محدوده تقریباً 16 کیلوهرتز کافی است، یک سیگنال تلویزیونی در حال حاضر محدوده تقریباً 8 مگاهرتز را اشغال می کند، یعنی 500 برابر بیشتر. به همین دلیل است که انتقال سیگنال تلویزیونی فقط در محدوده امواج فوق کوتاه (متر و دسی متر) امکان پذیر است.

اگر باندهای سیگنال دو فرستنده همپوشانی داشته باشند، امواج این فرستنده ها تداخل می کنند. تداخل باعث ایجاد تداخل در هنگام دریافت امواج می شود. به طوری که سیگنال های ارسالی روی یکدیگر تأثیر نگذارند، یعنی برای اینکه اطلاعات ارسالی مخدوش نشود، باندهای اشغال شده توسط ایستگاه های رادیویی نباید همپوشانی داشته باشند. این محدودیتی را بر تعداد فرستنده های رادیویی که در هر باند کار می کنند اعمال می کند.

با کمک امواج رادیویی امکان انتقال اطلاعات مختلف (صوت، تصویر، اطلاعات کامپیوتری) وجود دارد که برای این منظور لازم است امواج را مدوله کرد. موج مدوله شده باند فرکانسی مشخصی را اشغال می کند. برای اینکه امواج فرستنده های مختلف تداخل نداشته باشند، فرکانس آنها باید با مقداری بیشتر از باند فرکانسی متفاوت باشد.

اصول رادار

یکی دیگر از کاربردهای مهم امواج رادیویی رادار است که بر اساس توانایی امواج رادیویی در انعکاس اجسام مختلف است. رادار به شما امکان می دهد مکان یک جسم و سرعت آن را تعیین کنید. برای رادار از امواج دسی متری و سانتی متری استفاده می شود. دلیل این انتخاب بسیار ساده است، امواج بلندتر، به دلیل پدیده پراش، عملاً بدون انعکاس از اجسام (هواپیما، کشتی، اتومبیل) به دور اجسام می گردند. اصولاً وظایف رادار را می توان با کمک امواج الکترومغناطیسی در محدوده مرئی طیف، یعنی با مشاهده بصری یک جسم نیز حل کرد. با این حال، تشعشعات مرئی توسط اجزای جو مانند ابر، مه، گرد و غبار، دود به تأخیر می افتد. برای امواج رادیویی، این اجسام کاملا شفاف هستند که امکان استفاده از رادار را در هر شرایط آب و هوایی فراهم می کند.

برای تعیین مکان، باید جهت جسم و فاصله تا آن را تعیین کنید. مشکل تعیین فاصله به سادگی حل می شود. امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می‌کنند، بنابراین موج به جسم می‌رسد و در زمانی برابر با دو برابر فاصله تا جسم تقسیم بر سرعت نور، برمی‌گردد. دستگاه فرستنده یک پالس رادیویی را به سمت جسم می فرستد و دستگاه گیرنده با استفاده از همان آنتن این پالس را دریافت می کند. زمان بین ارسال و دریافت یک پالس رادیویی به طور خودکار به فاصله تبدیل می شود.

برای تعیین جهت به جسم، از آنتن هایی با جهت باریک استفاده می شود. چنین آنتن هایی موجی را به شکل یک پرتو باریک تشکیل می دهند، به طوری که جسم فقط در یک مکان مشخص از آنتن وارد این پرتو می شود (عملی شبیه به پرتو چراغ قوه است). در فرآیند رادار، آنتن "چرخش" می شود تا پرتو موج فضای وسیعی از فضا را اسکن کند. کلمه چرخش در گیومه است زیرا در آنتن های مدرن هیچ چرخش مکانیکی رخ نمی دهد، جهت آنتن به صورت الکترونیکی تغییر می کند. اصل رادار در شکل 1 نشان داده شده است. 3.

رادار امکان تنظیم فاصله از جسم، جهت تا جسم و سرعت جسم را فراهم می کند. با توجه به توانایی امواج رادیویی در عبور آزادانه از میان ابرها و مه، می توان از تکنیک های رادار در تمامی شرایط آب و هوایی استفاده کرد.

1. ○ طول امواج رادیویی مورد استفاده برای ارتباط چقدر است؟

2. ○ چگونه یک موج رادیویی را مجبور به حمل اطلاعات کنیم؟

3. ○ محدودیت تعداد ایستگاه های رادیویی روی آنتن چقدر است؟

4. با فرض اینکه فرکانس ارسال باید 10 برابر پهنای باند اشغال شده توسط سیگنال باشد، حداقل طول موج برای ارسال سیگنال تلویزیونی را محاسبه کنید.

5. * رادار چگونه می تواند سرعت یک جسم را تعیین کند؟

بخش 27.اصول عملکرد تلفن همراه.

(درس عملی)

اگر ادیسون چنین مکالماتی داشت، دنیا نه گرامافون می دید و نه تلفن.

I. Ilf، E. Petrov

تلفن همراه چگونه کار می کند؟ چه عناصری در ترکیب یک تلفن همراه گنجانده شده است و هدف کاربردی آنها چیست؟ چشم انداز توسعه تلفن همراه چیست؟

0 "style="border-collapse:collapse;border:none">

سبک زندگی.

1. هنگام استفاده از تلفن همراه، انتشار مداوم امواج رادیویی در مجاورت مغز وجود دارد. در حال حاضر، دانشمندان در مورد میزان تأثیر چنین تشعشعی بر بدن به اتفاق نظر نرسیده اند. با این حال، نباید مکالمات طولانی مدت را با تلفن همراه انجام دهید!

2. سیگنال های تلفن همراه ممکن است با دستگاه های الکترونیکی مختلف مانند دستگاه های ناوبری تداخل ایجاد کند. برخی از خطوط هوایی استفاده از تلفن همراه در طول پرواز یا در زمان های خاصی از پرواز (برخاست، فرود) را ممنوع می کنند. اگر چنین ممنوعیت هایی وجود دارد، رعایت کنید، به نفع شماست!

3. برخی از قسمت های دستگاه تلفن همراه، مانند صفحه نمایش LCD، ممکن است در معرض نور شدید خورشید یا دمای بالا آسیب ببینند. عناصر دیگر، مانند مدارهای الکترونیکی که سیگنال‌ها را تبدیل می‌کنند، ممکن است هنگام قرار گرفتن در معرض رطوبت خراب شوند. از تلفن همراه خود در برابر چنین تأثیرات مضر محافظت کنید!

پاسخ تکلیف 1.

در مقایسه با تلفن معمولی، تلفن همراه نیازی به اتصال مشترک به سیم کشیده شده به مرکز تلفن (از این رو نام - موبایل) ندارد.

در مقایسه با ارتباطات رادیویی:

1. تلفن همراه به شما این امکان را می دهد که با هر مشترکی که تلفن همراه دارد یا به سانترال تلفن سیمی در تقریباً هر منطقه ای از جهان متصل است، تماس بگیرید.

2. فرستنده در گوشی موبایل نیازی به قدرتمند بودن ندارد و بنابراین می تواند کوچک و سبک باشد.
جواب تکلیف 2.برای ارتباطات سیار باید از امواج فوق کوتاه استفاده کرد.
پاسخ تکلیف 3.

پاسخ تکلیف 4.مرکز تلفن باید شامل دستگاه هایی باشد که امواج الکترومغناطیسی را دریافت، تقویت و ارسال می کنند. از آنجایی که امواج رادیویی مورد استفاده در فاصله خط دید پخش می شوند، وجود شبکه ای از ایستگاه های رله ضروری است. برای ارتباط با سایر ایستگاه های تلفن واقع در مناطق دوردست، دسترسی به شبکه بین شهری و بین المللی ضروری است.

پاسخ تکلیف 5.دستگاه باید حاوی دستگاه های ورودی و خروجی اطلاعات باشد، دستگاهی که سیگنال اطلاعاتی را به موج رادیویی و موج رادیویی را به سیگنال اطلاعاتی تبدیل می کند.
پاسخ تکلیف 6.اول از همه، با استفاده از تلفن، اطلاعات صوتی را منتقل و درک می کنیم. با این حال، دستگاه همچنین می تواند اطلاعات بصری را به ما بدهد. مثال: شماره تلفنی که با ما تماس گرفته می شود، شماره تلفن دوستمان که در حافظه گوشی خود وارد کرده ایم. دستگاه های مدرن قادر به درک اطلاعات ویدیویی هستند که برای آن یک دوربین فیلمبرداری در آنها تعبیه شده است. در نهایت، هنگام انتقال اطلاعات، از حسی مانند لامسه نیز استفاده می کنیم. برای شماره گیری یک عدد، دکمه هایی را فشار می دهیم که روی آنها اعداد و حروف نشان داده شده است.
پاسخ تکلیف 7.وارد کردن اطلاعات صوتی - میکروفون, خروجی اطلاعات صدا – تلفن،ورودی اطلاعات ویدیویی دوربین فیلمبرداری, خروجی اطلاعات ویدئویی – نمایش دادنو همچنین دکمه هایی برای وارد کردن اطلاعات به صورت حروف و اعداد.
پاسخ تکلیف 8.

(کادر نقطه چین در تصویر به این معنی است که این دستگاه لزوماً بخشی از تلفن همراه نیست).

§28. اپتیک هندسی و دستگاه های نوری.

(درس-سخنرانی).

سپس، با صرفه جویی در کار و هزینه، موفق به ساختن ابزاری به قدری کامل شدم که با نگاهی به آن، اشیاء تقریباً هزار برابر بزرگتر و بیش از سی برابر نزدیکتر از آنهایی به نظر می رسید که به طور طبیعی دیده می شد.

گالیله گالیله.

پدیده های نوری از دیدگاه اپتیک هندسی چگونه مورد توجه قرار می گیرند؟ لنزها چیست؟ در چه دستگاه هایی استفاده می شوند؟ بزرگنمایی بصری چگونه به دست می آید؟ چه دستگاه هایی به شما امکان می دهد به افزایش بصری برسید؟ اپتیک هندسی فاصله کانونی لنز. لنز ماتریس CCD پروژکتور محل اقامت. چشمی.

عناصر اپتیک هندسی لنز فاصله کانونی لنز. چشم به عنوان یک سیستم نوری دستگاه های نوری . (فیزیک 7-9 سلول). علوم طبیعی 10، § 16.

اپتیک هندسی و خواص عدسی.

نور مانند امواج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی است. با این حال، طول موج تابش مرئی چند دهم میکرومتر است. بنابراین، چنین پدیده های موجی مانند تداخل و پراش عملاً در شرایط عادی خود را نشان نمی دهند. این، به ویژه، منجر به این واقعیت شد که ماهیت موجی نور برای مدت طولانی شناخته نشده بود، و حتی نیوتن فرض کرد که نور جریانی از ذرات است. فرض بر این بود که این ذرات در یک خط مستقیم از جسمی به جسم دیگر حرکت می کنند و جریان های این ذرات پرتوهایی را تشکیل می دهند که با عبور نور از یک سوراخ کوچک قابل مشاهده است. این ملاحظه نامیده می شود اپتیک هندسیبرخلاف امواج نوری که در آن نور به عنوان یک موج در نظر گرفته می شود.

اپتیک هندسی امکان اثبات قوانین بازتاب نور و شکست نور را در مرز بین مواد شفاف مختلف فراهم کرد. در نتیجه خواص عدسی هایی که در درس فیزیک مطالعه کردید توضیح داده شد. با اختراع عدسی ها بود که استفاده عملی از دستاوردهای اپتیک آغاز شد.

بیایید به یاد بیاوریم که چگونه یک تصویر در یک عدسی نازک همگرا ساخته می شود (شکل 1 را ببینید).

جسم به صورت مجموعه ای از نقاط نورانی نشان داده می شود و تصویر آن توسط نقطه ها ساخته می شود. برای ترسیم تصویر نقطه ای آشما باید از دو پرتو استفاده کنید. یک پرتو به موازات محور نوری می رود و پس از شکست در لنز از کانون عبور می کند. F'. پرتو دیگر بدون شکست از مرکز عدسی عبور می کند. نقطه تقاطع این دو پرتو آ'و تصویر نقطه خواهد بود آ. فلش های نقطه باقی مانده که به نقطه ختم می شوند آبه روشی مشابه ساخته می شوند و در نتیجه فلشی به یک نقطه ختم می شود آ'. توجه داشته باشید که پرتوها دارای خاصیت برگشت پذیری هستند، بنابراین اگر منبع در نقطه ای قرار گیرد آ، سپس تصویر آن در نقطه خواهد بود آ.

فاصله از منبع تا لنز دمربوط به فاصله تصویر تا لنز است د¢ نسبت: 1/ د + 1/د¢ = 1/f، جایی که f – فاصله کانونییعنی فاصله کانونی لنز تا لنز. تصویر یک شی را می توان کوچک یا بزرگ کرد. ضریب افزایش (کاهش) بر اساس شکل 1 به راحتی به دست می آید. 1 و خواص شباهت مثلث ها: جی = د¢ /د. ویژگی زیر را می توان از دو فرمول آخر استنباط کرد: تصویر کاهش می یابد اگر د>2f(در این مورد f< د¢ < 2f). از برگشت پذیری مسیر پرتوها نتیجه می شود که تصویر بزرگ می شود اگر f< د< 2f(در این مورد د¢ > 2f). توجه داشته باشید که گاهی اوقات لازم است تصویر را به میزان قابل توجهی بزرگ کنید، سپس جسم باید در فاصله کمی از لنز از فوکوس قرار گیرد، تصویر در فاصله زیادی از لنز خواهد بود. برعکس، اگر نیاز به کاهش قابل توجه تصویر داشته باشید، شی در فاصله زیادی از لنز قرار می گیرد و تصویر آن کمی بیشتر از فوکوس لنز خواهد بود.

لنز در دستگاه های مختلف

ویژگی توصیف شده لنزها در دستگاه های مختلفی که از لنزهای همگرا به عنوان استفاده می شود استفاده می شود لنزها. به بیان دقیق، هر عدسی باکیفیت از یک سیستم عدسی تشکیل شده است، اما تأثیر آن مانند یک لنز همگرا است.

دستگاه هایی که تصویر را بزرگ می کنند نامیده می شوند پروژکتورها. از پروژکتورها برای مثال در سالن های سینما استفاده می شود، جایی که یک تصویر فیلم چند سانتی متری تا یک صفحه نمایش چند متری بزرگ می شود. نوع دیگری از پروژکتورها پروژکتورهای چند رسانه ای هستند. در آنها، سیگنالی که از رایانه، ضبط کننده ویدیو، دستگاه ضبط تصویر بر روی دیسک های ویدیویی می آید، تصویر کوچکی را تشکیل می دهد که از طریق لنز روی یک صفحه نمایش بزرگ پخش می شود.

اغلب شما نیاز به کوچک کردن تصویر دارید تا بزرگنمایی. این همان چیزی است که از لنزها در دوربین ها و دوربین های فیلمبرداری استفاده می شود. یک تصویر چند متری، به عنوان مثال، تصویر یک شخص، به اندازه چند سانتی متر یا چند میلی متر کاهش می یابد. گیرنده ای که تصویر در آن پخش می شود یک فیلم عکاسی یا یک ماتریس خاص از حسگرهای نیمه هادی است ( CCD) که تصویر ویدئویی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

کاهش تصویر در تولید ریزمدارهای مورد استفاده در دستگاه های الکترونیکی، به ویژه در رایانه ها استفاده می شود. عناصر ریزمدار – دستگاه های نیمه هادی، سیم های اتصال و ... دارای ابعاد چند میکرومتر هستند و تعداد آنها در صفحه سیلیکونی به ابعاد مرتبه یک سانتی متر به چند میلیون می رسد. به طور طبیعی، کشیدن این همه عناصر در این مقیاس بدون بزرگنمایی با لنز غیرممکن است.

از لنزهای زوم در تلسکوپ ها استفاده می شود. اجرامی مانند کهکشان‌ها که میلیون‌ها سال نوری اندازه دارند، روی یک فیلم یا آرایه CCD با ابعاد چند سانتی‌متر قرار می‌گیرند.

از آینه های مقعر به عنوان عدسی در تلسکوپ ها نیز استفاده می شود. خواص آینه مقعر از بسیاری جهات شبیه به عدسی های همگرا است، فقط تصویر نه در پشت آینه، بلکه در جلوی آینه ایجاد می شود (شکل 2). مانند انعکاس تصویر دریافت شده توسط لنز است.

چشم ما همچنین حاوی یک عدسی است - عدسی که اجسامی را که می بینیم به اندازه شبکیه چشم کاهش می دهد - چند میلی متر (شکل 3).

برای واضح کردن تصویر، ماهیچه‌های خاصی فاصله کانونی لنز را تغییر می‌دهند و با نزدیک شدن یک شی، آن را افزایش می‌دهند و هنگام دور شدن آن را کاهش می‌دهند. توانایی تغییر فاصله کانونی نامیده می شود محل اقامت. چشم معمولی قادر است تصویر را برای اجسامی در فاصله بیش از 12 سانتی متر از چشم متمرکز کند. اگر عضلات نتوانند فاصله کانونی عدسی را به مقدار لازم کاهش دهند، فرد اجسام نزدیک را نمی بیند، یعنی دچار دوربینی می شود. این وضعیت را می توان با قرار دادن یک عدسی همگرا (عینک) در جلوی چشم که عمل آن معادل کاهش فاصله کانونی عدسی است، اصلاح کرد. اصلاح نقص متضاد بینایی - نزدیک بینی با کمک یک عدسی واگرا رخ می دهد.

دستگاه هایی که بزرگنمایی بصری می دهند.

با کمک چشم، ما فقط می توانیم ابعاد زاویه ای یک شی را تخمین بزنیم (به بند 16 تاریخ طبیعی 10 مراجعه کنید). به عنوان مثال می توانیم تصویر ماه را با سر سنجاق ببندیم، یعنی ابعاد زاویه ای ماه و سر سوزن را می توان یکسان ساخت. شما می توانید با نزدیک کردن جسم به چشم یا با بزرگنمایی در همان فاصله از چشم به بزرگنمایی بصری برسید (شکل 4).

با تلاش برای در نظر گرفتن یک شی کوچک، آن را به چشم نزدیک می کنیم. اما با یک تقریب بسیار قوی لنز ما با کار کنار نمی آید، فاصله کانونی نمی تواند کم شود تا بتوانیم مثلاً از فاصله 5 سانتی متری جسم را مشاهده کنیم، می توانید وضعیت را به همان روشی اصلاح کنید. با دور بینی با قرار دادن عدسی همگرا در مقابل چشم. عدسی که برای این منظور استفاده می شود نامیده می شود ذره بین. فاصله ای که یک چشم عادی می تواند به راحتی یک جسم کوچک را ببیند، فاصله بهترین دید نامیده می شود. معمولاً این فاصله برابر با 25 سانتی متر گرفته می شود.اگر ذره بین به شما اجازه دهد که مثلاً از فاصله 5 سانتی متری یک جسم را مشاهده کنید، افزایش بصری 25/5=5 برابر حاصل می شود.

و چگونه می توان افزایش بصری، به عنوان مثال، ماه را بدست آورد؟ با کمک یک لنز باید یک تصویر کوچک شده از ماه اما نزدیک به چشم ایجاد کنید و سپس این تصویر را از طریق ذره بین بررسی کنید که در این مورد به آن می گویند. چشمی. این نحوه عملکرد لوله کپلر است (به بند 16 تاریخ طبیعی 10 مراجعه کنید).

به عنوان مثال، بزرگنمایی بصری یک سلول گیاهی یا حیوانی به روش دیگری به دست می آید. عدسی تصویر بزرگنمایی شده ای از جسم نزدیک به چشم ایجاد می کند که از طریق چشمی مشاهده می شود. میکروسکوپ اینگونه عمل می کند.

لنزها و سیستم های لنز در بسیاری از دستگاه ها استفاده می شوند. لنزهای ابزار به شما این امکان را می دهند که هم تصاویر بزرگ شده و هم کوچک شده از جسم دریافت کنید. بزرگنمایی بصری با افزایش اندازه زاویه ای جسم به دست می آید. برای این کار از ذره بین یا چشمی در سیستمی با عدسی استفاده می شود.

1. عمل عدسی ها بر چه خاصیتی از پرتوها استوار است؟

2. * بر اساس روش ساخت تصویر در عدسی همگرا، توضیح دهید که چرا فاصله کانونی عدسی باید با تغییر فاصله بین جسم و چشم تغییر کند؟

3. در یک میکروسکوپ و یک لوله کپلر، تصویر معکوس است. کدام لنز، لنز یا چشمی تصویر را معکوس می کند؟

§ 29. اصل عملکرد عینک.

(درس-کارگاه).

میمون در پیری چشم ضعیف شده است،

اما او از مردم شنید

که این شر دست آنچنان بزرگ نیست،

فقط باید عینک بگیری

در طول اقامت چشم چه اتفاقی می افتد؟ تفاوت بین چشم های معمولی، نزدیک بین و دور بین چیست؟ عملکرد لنز چگونه نقص بینایی را اصلاح می کند؟

لنز فاصله کانونی لنز. چشم به عنوان یک سیستم نوری دستگاه های نوری . (فیزیک پایه های 7-9). اختلالات بینایی (زیست شناسی، مقطع ابتدایی).

هدف کار:استفاده از یک برنامه چند رسانه ای برای مطالعه کار عدسی چشم در دید طبیعی، نزدیک بین و دوربین. بررسی کنید که چگونه یک لنز نقص بینایی را اصلاح می کند.

تجهیزات:رایانه شخصی، دیسک چند رسانه ای ("فیزیک باز").

برنامه کار:با انجام کار به ترتیب، امکان تطبیق یک چشم عادی، نزدیک بین و دوربین را بررسی کنید. محل قرار گرفتن چشم های نزدیک بین و دوربین را در حضور عدسی در مقابل چشم بررسی کنید. یک لنز برای چشم مناسب انتخاب کنید.

شما قبلاً می دانید که نقص های بینایی مانند نزدیک بینی و دوربینی با عدم امکان انحنای مطلوب به عدسی چشم از طریق کار عضلات چشم همراه است. با نزدیک بینی، عدسی بیش از حد محدب باقی می ماند، انحنای آن بیش از حد است، و بر این اساس، فاصله کانونی بسیار کوتاه است. عکس آن در دور بینی اتفاق می افتد.

به یاد بیاورید که به جای فاصله کانونی، می توان از کمیت فیزیکی دیگری برای مشخص کردن لنز استفاده کرد - قدرت نوری. توان نوری با دیوپتر اندازه گیری می شود و به عنوان متقابل فاصله کانونی تعریف می شود: D = 1/f(1 دیوپتر = 1/1 متر). قدرت نوری یک لنز واگرا مقدار منفی دارد. قدرت نوری لنز همیشه مثبت است. با این حال، برای یک چشم نزدیک بین، قدرت نوری لنز بسیار زیاد و برای یک چشم دور بین بسیار کوچک است.

عملکرد عینک بر اساس خاصیت عدسی ها است که بر اساس آن قدرت های نوری دو عدسی نزدیک ایستاده اضافه می شود (با در نظر گرفتن علامت).

تمرین 1.عملکرد یک چشم طبیعی بدون لنز را بررسی کنید. سه گزینه برای اقامت به شما پیشنهاد می شود: عادی - برای فاصله بهترین دید، دور - برای فاصله بی نهایت و خودکار، که در آن چشم عدسی را در یک فاصله معین تنظیم می کند. با تغییر فاصله از جسم، لحظاتی را که چشم متمرکز است را مشاهده کنید. در این حالت تصویر در کجای چشم متمرکز می شود؟ فاصله بهترین دید در این برنامه چقدر است؟

وظیفه 2.اثر ذره بین را کاوش کنید. چشم عادی را روی محل اقامت عادی تنظیم کنید. یک عدسی همگرا با بالاترین قدرت نوری ممکن در جلوی چشم قرار دهید. فاصله ای که چشم در آن متمرکز است را پیدا کنید. با استفاده از مطالب پاراگراف قبل مشخص کنید که این ذره بین چند برابر بزرگنمایی می کند؟

وظیفه 3.کار 1 را برای چشمان نزدیک بین و دور بین تکرار کنید. وقتی چشم متمرکز نیست پرتوها کجا متمرکز می شوند؟

وظیفه 4.برای چشمان نزدیک بین و دوربین، عینک را انتخاب کنید. برای این کار، محل اقامت خودکار چشم را تنظیم کنید. لنز را طوری تنظیم کنید که با تغییر فاصله از بهترین فاصله دید (25 سانتی متر) به فاصله بینهایت، چشم متمرکز شود. محدودیت های قدرت نوری لنزها چیست که در آن عینک های "چشم" ارائه شده در برنامه می توانند عملکرد خود را با موفقیت انجام دهند.

وظیفه 5.سعی کنید برای هر دو چشم نزدیک بین و دوربین به نتایج مطلوب دست یابید، با لنز انتخابی که چشم را از بینهایت تا کمترین فاصله ممکن متمرکز می کند.

پرتوهای اجسام دور پس از عبور از عدسی چشم نزدیک بینی، در مقابل شبکیه متمرکز شده و تصویر تار می شود. برای اصلاح، عینک با لنزهای واگرا مورد نیاز است. پرتوهای اجسام مجاور پس از عبور از عدسی چشم دور بین، پشت شبکیه متمرکز شده و تصویر تار می شود. عینک های اصلاحی با عدسی های همگرا مورد نیاز است.

§ 25. برق و اکولوژی.

(درس- کنفرانس).

بیش از یک بار به ذهنم رسید که کار در ساخت و ساز مهندسی هیدرولیک همان جنگ است. در جنگ مجبور نیستید خمیازه بکشید، در غیر این صورت از بین می‌روید و در اینجا باید به طور مداوم کار کنید - آب روی شما می‌آید.

مولفه ها و اصول اصلی بهره برداری از یک نیروگاه مدرن ترکیبی حرارت و برق (CHP) چیست؟ اجزای اصلی و اصل عملکرد یک نیروگاه برق آبی (HPP) چیست؟ ساخت نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های برق آبی چه تاثیری بر وضعیت اکولوژیکی می تواند داشته باشد؟

هدف کنفرانس:با عملکرد رایج ترین انواع نیروگاه ها مانند نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های برق آبی آشنا شوید. درک تأثیری که ساخت این نوع نیروگاه ها بر محیط زیست می تواند داشته باشد.

طرح کنفرانس:

1. طراحی و بهره برداری از یک نیروگاه حرارتی مدرن.

2. طراحی و بهره برداری از یک نیروگاه برق آبی مدرن.

3. نیروگاه ها و اکولوژی.

با ارزیابی گذشته تاریخی کشورمان باید اذعان داشت که این تحولی سریع در عرصه صنعت برق بود که امکان تبدیل یک قدرت کشاورزی به کشوری صنعتی را در کمترین زمان ممکن فراهم کرد. بسیاری از رودخانه ها "تسخیر" شدند و مجبور به تامین برق شدند. تنها در پایان قرن بیستم، جامعه ما شروع به تجزیه و تحلیل کرد که این پیشرفت به چه قیمتی به دست آمد، به قیمت چه منابع انسانی، به بهای تغییرات در طبیعت. هر مدالی همیشه دو طرف دارد و یک فرد تحصیل کرده باید هر دو طرف را ببیند و مقایسه کند.

پیام 1.کارخانه برق و حرارت.

نیروگاه ترکیبی حرارت و برق یکی از رایج ترین تولیدکنندگان برق است. مکانیسم اصلی CHP یک توربین بخار است که یک ژنراتور برق را به حرکت در می آورد. مصلحت ترین کار ساخت نیروگاه های حرارتی در شهرهای بزرگ است، زیرا بخار خروجی در توربین وارد سیستم گرمایش شهر می شود و گرما را به خانه های ما می رساند. همین بخار آب گرمی را که وارد خانه ما می شود گرم می کند.

پیام 2.نیروگاه برق آبی چگونه کار می کند.

نیروگاه های برق آبی قوی ترین تولیدکنندگان برق هستند. برخلاف نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های برق آبی بر اساس منابع انرژی تجدیدپذیر کار می کنند. ممکن است به نظر برسد که نیروی برق آبی "بیهوده داده می شود". با این حال، نیروگاه های برق آبی سازه های هیدرولیکی بسیار گران قیمتی هستند. هزینه ساخت نیروگاه برق آبی متفاوت است. سریعترین بازده، نیروگاه های ساخته شده بر روی رودخانه های کوهستانی هستند. ساخت نیروگاه های برق در رودخانه های دشت، از جمله، نیاز به در نظر گرفتن تغییرات در چشم انداز و خروج مناطق نسبتاً بزرگ از استفاده صنعتی و کشاورزی دارد.

پیام 3.نیروگاه ها و اکولوژی.

جامعه مدرن به مقدار زیادی برق نیاز دارد. تولید چنین حجمی از برق به ناچار با دگرگونی طبیعت اطراف ما همراه است. به حداقل رساندن پیامدهای منفی یکی از وظایفی است که در طراحی نیروگاه ها به وجود می آید. اما، قبل از هر چیز، لازم است از تأثیر منفی بر ماهیت تأسیسات قدرتمند برای تولید برق آگاه باشید.

سوزاندن مقدار زیادی سوخت به ویژه می تواند باعث پدیده هایی مانند باران اسیدی و همچنین آلودگی شیمیایی شود. به نظر می رسد که نیروگاه های برق آبی که هیچ چیز در آنها نمی سوزد، نباید تأثیر منفی بر طبیعت داشته باشد. با این حال، ساخت نیروگاه‌های کم ارتفاع همواره با آبگرفتگی سرزمین‌های وسیع همراه است. بسیاری از پیامدهای زیست‌محیطی چنین سیل‌هایی که در اواسط قرن بیستم به وجود آمدند، تازه نشان داده شده‌اند. مسدود کردن رودخانه ها با سدها، ناگزیر به زندگی ساکنان مخازن می پردازیم که پیامدهای منفی نیز دارد. به عنوان مثال، این عقیده وجود دارد که تمام برق تولید شده توسط نیروگاه های ولگا ارزش تلفات ناشی از کاهش صید ماهیان خاویاری را ندارد.

منابع اطلاعاتی

1. دایره المعارف کودکان.

2. کیریلین تاریخ علم و فناوری. - م.: علم. 1994.

3. پیامدهای وودوپیانوف NPT. مینسک: علم و فناوری، 1980.

5. منابع غیر سنتی انرژی - م: دانش، 1982.

6.، جنبه های Skalkin حفاظت از محیط زیست.- L.: Gidrometeoizdat، 1982.

7. نیکیتین - پیشرفت فنی، طبیعت و انسان.-M: Science 1977.

8. Spielrain. مشکلات و چشم اندازها - م: انرژی، 1981.

9. فیزیک و پیشرفت علمی و فناوری / ویرایش. ، .- م: روشنگری، 19888م

10. انرژی و حفاظت از محیط زیست / ویرایش. و غیره-م.: انرژی، 1979.

نیروگاه های مدرن سازه های مهندسی پیچیده ای هستند. آنها برای وجود جامعه مدرن ضروری هستند. اما ساخت آنها باید به گونه ای انجام شود که آسیب به طبیعت به حداقل برسد.

دستگاه هایی که هدف اصلی آنها اندازه گیری میزان دوز تابش (آلفا، بتا و گاما با در نظر گرفتن اشعه ایکس) و در نتیجه بررسی رادیواکتیویته اشیاء مشکوک است.
دستگاه های دزیمتری برای تعیین میزان تشعشعات روی زمین، میزان آلودگی لباس، پوست انسان، غذا، آب، علوفه، حمل و نقل و سایر اشیاء و اشیاء مختلف و همچنین برای اندازه گیری دوز قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو افراد استفاده می شود. هنگامی که آنها در اشیاء و مناطق آلوده به مواد رادیواکتیو هستند.

آنها برای تجزیه و تحلیل شیمیایی هوا استفاده می شوند که اطلاعاتی در مورد ترکیب کیفی و کمی آلاینده ها ارائه می دهد و امکان پیش بینی میزان آلودگی را فراهم می کند. آلاینده های داخلی اصلی شامل اقلام داخلی، مبلمان، پوشش کف و سقف، مصالح ساختمانی و تکمیلی است. تجزیه و تحلیل شیمیایی هوا شاخص هایی مانند گرد و غبار، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، مونوکسید کربن، فنل، آمونیاک، کلرید هیدروژن، فرمالدئید، بنزن، تولوئن و غیره را نشان می دهد.

ابزار اندازه گیری شاخص هیدروژن (شاخص pH). بررسی فعالیت یون های هیدروژن در محلول ها، آب، محصولات غذایی و مواد خام، اشیاء محیطی و سیستم های تولید، از جمله در محیط های تهاجمی.

برای ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی خدمت کنید. مقدار ناخالصی های معدنی معلق در آب، عمدتاً نمک های فلزات مختلف را نشان دهید. در زندگی روزمره، از آنها برای تعیین کیفیت آب لوله کشی، آب بطری شده و همچنین برای کنترل اثربخشی فیلترهای تصفیه آب استفاده می شود.

ابزارهای قابل حمل که برای اندازه گیری دقیق سطح صدا طراحی شده اند. صدا را یک آلاینده محیطی می نامند. همچنین مانند دود تنباکو، مانند گازهای خروجی، مانند فعالیت تشعشع مضر است. نویز می تواند در مجموع چهار نوع منبع داشته باشد. بنابراین، مرسوم است که آن را به: مکانیکی، هیدرومکانیکی، آیرودینامیک و الکترومغناطیسی تقسیم کنیم. دستگاه های مدرن قادر به تعیین سطح سر و صدای هر مکانیزم هستند: زمین، آب و حتی خطوط برق. این دستگاه به شما این امکان را می دهد که سطح صدای صدا را به طور عینی اندازه گیری کنید.

دستگاه های قابل حملی که برای اندازه گیری سطح دقیق روشنایی تولید شده توسط منابع نوری مختلف طراحی شده اند. دامنه لوکس مترها گسترده است که اول از همه با حساسیت طیفی بالای آنها که به حساسیت چشم انسان نزدیک می شود توضیح داده می شود. لازم به یادآوری است که برخی از منابع دستگاه های روشنایی، لامپ های هالوژن، فلورسنت و حتی LED، پس از مدتی کارکرد، مقدار قابل توجهی از شار نوری را از دست می دهند، ممکن است روشنایی کلی اتاق بدتر شود. این کار نه تنها از حدت بینایی فرد می کاهد، بلکه بر خستگی او نیز تاثیر می گذارد. روشنایی باید به طور مداوم نظارت شود.

دستگاه هایی که برای تعیین دقیق میزان نیترات در سبزیجات، میوه ها، گوشت و سایر محصولات غذایی طراحی شده اند. چندی پیش، برای انجام چنین مطالعاتی، یک آزمایشگاه کامل مورد نیاز بود، اکنون می توان آن را با استفاده از یک دستگاه فشرده انجام داد.
نیترات مترهای قابل حمل به دلیل فشرده بودن، هزینه کم و سهولت استفاده محبوبیت زیادی به دست آورده اند. نیترات ها در بسیاری از کودهایی وجود دارند که به طور فعال در کشاورزی برای افزایش عملکرد محصول استفاده می شوند. به همین دلیل، نیترات ها در سبزیجات و میوه ها اغلب در غلظت های قابل توجهی یافت می شوند. ورود نیترات ها با مواد غذایی به بدن انسان در مقادیر زیاد می تواند باعث مسمومیت با نیترات، اختلالات مختلف و بیماری های مزمن شود.
نشانگر نیترات به شما کمک می کند محصولات خطرناک را به موقع تشخیص دهید و از خود در برابر مسمومیت نیترات محافظت کنید.

چاپ

§61. عمل میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان. موتور الکتریکی
سوالات
1. چگونه می توان نشان داد که یک میدان مغناطیسی بر روی هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند؟
1. اگر هادی را روی سیم های نازک انعطاف پذیر در میدان مغناطیسی یک آهنربای دائمی آویزان کنید، سپس وقتی جریان الکتریکی را در شبکه با هادی روشن می کنید، منحرف می شود، که نشان دهنده تعامل میدان های مغناطیسی هادی و آهنربا
2. با استفاده از شکل 117، توضیح دهید که چه چیزی جهت حرکت یک هادی حامل جریان را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.
2. جهت حرکت یک هادی با جریان در میدان مغناطیسی به جهت جریان و به محل قطب های آهنربا بستگی دارد.
3. برای چرخاندن هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی از چه وسیله ای می توان استفاده کرد؟ برای تغییر جهت جریان در هر نیم دور از چه وسیله ای در حلقه استفاده می شود؟
3. می توان چرخش هادی حامل جریان را در میدان مغناطیسی با استفاده از دستگاه نشان داده شده در شکل انجام داد. 115، که در آن یک قاب با سیم پیچ عایق از طریق حلقه های نیمه رسانا و برس ها به شبکه متصل می شود، که به شما امکان می دهد جهت جریان در سیم پیچ را در نیم دور تغییر دهید. در نتیجه، قاب همیشه در یک جهت می چرخد.
4. دستگاه یک موتور الکتریکی فنی را شرح دهید.
4. یک موتور الکتریکی فنی دارای یک لنگر است - این یک سیلندر آهنی است که دارای شکاف هایی در امتداد سطح جانبی است که سیم پیچ در آن جا می شود. خود آرمیچر در یک میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک آهنربای الکتریکی قوی می چرخد. شفت موتور با عبور از محور مرکزی سیلندر آهن به دستگاه متصل می شود که توسط موتور به چرخش هدایت می شود.
5. موتورهای الکتریکی در کجا استفاده می شوند؟ مزایای آنها نسبت به حرارتی چیست؟
5. موتورهای DC به طور گسترده ای در حمل و نقل (تراموا، واگن برقی، لوکوموتیوهای الکتریکی)، در صنعت (برای پمپاژ روغن از چاه) در زندگی روزمره (در ماشین های ریش تراش برقی) استفاده می شود. موتورهای الکتریکی در مقایسه با موتورهای حرارتی از نظر اندازه کوچکتر هستند و همچنین دارای راندمان بسیار بالاتری هستند، علاوه بر این، گاز، دود و بخار منتشر نمی کنند، یعنی دوستدار محیط زیست هستند.
6. چه کسی و چه زمانی اولین موتور الکتریکی مناسب برای استفاده عملی را اختراع کرد؟
6. اولین موتور الکتریکی مناسب برای استفاده عملی توسط دانشمند روسی - Boris Semenovich Jacobi در سال 1834 اختراع شد. وظیفه 11

1. در شکل. 117 که نمودار یک ابزار اندازه گیری الکتریکی را نشان می دهد. در آن، قاب با سیم پیچ در حالت خاموش توسط فنرها در موقعیت افقی نگه داشته می شود، در حالی که فلش که به طور محکم به قاب متصل است، مقدار صفر مقیاس را نشان می دهد. کل قاب هسته بین قطب های یک آهنربای دائمی قرار می گیرد. هنگامی که دستگاه به شبکه متصل می شود، جریان در قاب با میدان آهنربا در تعامل است، قاب با سیم پیچ می چرخد ​​و فلش روی ترازو می چرخد ​​و در جهات مختلف بسته به جهت جریان و زاویه. به بزرگی جریان بستگی دارد.

2. در شکل. 118 یک دستگاه خودکار برای روشن کردن زنگ در صورتی که دما بیش از حد مجاز باشد را نشان می دهد. از دو شبکه تشکیل شده است. اولی حاوی یک دماسنج جیوه ای ویژه است که برای بستن این مدار در زمانی که جیوه در دماسنج از مقدار از پیش تعیین شده بالاتر می رود، یک منبع تغذیه، یک آهنربای الکتریکی، که آرمیچر آن مدار دوم را می بندد، که علاوه بر آرمیچر حاوی ، زنگ و منبع برق. شما می توانید از چنین دستگاه اتوماتیکی در گلخانه ها، انکوباتورها استفاده کنید، جایی که نظارت بر حفظ دمای مورد نظر بسیار مهم است.

می دانیم که هادی های دارای جریان با نیروی معینی با یکدیگر تعامل دارند (§ 37). این به این دلیل است که هر هادی با جریان تحت تأثیر میدان مغناطیسی جریان هادی دیگر قرار می گیرد.

اصلا یک میدان مغناطیسی با مقداری نیرو روی هر هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند.

شکل 117، a، هادی AB را نشان می دهد که روی سیم های انعطاف پذیری که به منبع جریان متصل هستند، معلق است. هادی AB بین قطب های یک آهنربای قوسی قرار می گیرد، یعنی در میدان مغناطیسی قرار دارد. هنگامی که مدار الکتریکی بسته می شود، هادی شروع به حرکت می کند (شکل 117، ب).

برنج. 117. عمل میدان مغناطیسی بر روی هادی با جریان

جهت حرکت هادی به جهت جریان در آن و به محل قطب های آهنربا بستگی دارد. در این حالت جریان از A به B هدایت می شود و هادی به سمت چپ منحرف می شود. هنگامی که جهت جریان معکوس شود، هادی به سمت راست حرکت می کند. به همین ترتیب، هادی با تغییر محل قطب های آهنربا، جهت حرکت را تغییر می دهد.

از اهمیت عملی، چرخش یک هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی است.

شکل 118 دستگاهی را نشان می دهد که می توان از آن برای نشان دادن چنین حرکتی استفاده کرد. در این دستگاه یک قاب مستطیلی سبک ABCD بر روی یک محور عمودی نصب شده است. سیم پیچی روی قاب گذاشته شده است که از چند ده دور سیم پوشیده شده با عایق تشکیل شده است. انتهای سیم پیچ به نیمه حلقه های فلزی 2 متصل می شود: یک سر سیم پیچ به یک نیمه حلقه و دیگری به حلقه دیگر متصل می شود.

برنج. 118. چرخش قاب با جریان در میدان مغناطیسی

هر نیم حلقه بر روی یک صفحه فلزی فشار داده می شود - برس 1. برس ها برای تامین جریان از منبع به قاب استفاده می شوند. یک قلم مو همیشه به قطب مثبت منبع و دیگری به قطب منفی متصل است.

می دانیم که جریان در مدار از قطب مثبت منبع به سمت منفی هدایت می شود، بنابراین در قسمت های قاب AB و DC جهت مخالف دارد، بنابراین این قسمت های هادی در جهت مخالف حرکت می کنند و قاب خواهد چرخید هنگامی که فریم می چرخد، نیمرخ های متصل به انتهای آن با آن می چرخند و هر کدام به برس دیگر فشار می آورند، بنابراین جریان در قاب به سمت مخالف تغییر جهت می دهد. این لازم است تا قاب به چرخش در همان جهت ادامه دهد.

چرخش یک سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی در دستگاه استفاده می شود موتور الکتریکی.

در موتورهای الکتریکی فنی، سیم پیچ از تعداد زیادی پیچ سیم تشکیل شده است. این پیچ ها در شیارهایی (شکاف) ساخته شده در امتداد سطح جانبی استوانه آهنی قرار می گیرند. این سیلندر برای تقویت میدان مغناطیسی مورد نیاز است. شکل 119 نموداری از چنین وسیله ای را نشان می دهد که به آن گفته می شود موتور لنگر. در نمودار (در یک بخش عمود آمده است)، چرخش سیم به صورت دایره ای نشان داده شده است.

برنج. 119. طرح آرمیچر موتور

میدان مغناطیسی که آرمیچر چنین موتوری در آن می چرخد ​​توسط یک آهنربای الکتریکی قوی ایجاد می شود. برق آهنربا با جریانی از همان منبع جریان سیم پیچ آرمیچر تغذیه می شود. شفت موتور با عبور از محور مرکزی سیلندر آهن به دستگاه متصل می شود که توسط موتور به چرخش هدایت می شود.

موتورهای DC به طور گسترده ای در حمل و نقل (لوکوموتیوهای برقی، تراموا، واگن برقی) استفاده می شوند.

موتورهای الکتریکی بدون جرقه خاصی وجود دارد که در پمپ های پمپاژ نفت از چاه ها استفاده می شود.

در صنعت، از موتورهای AC استفاده می شود (شما آنها را در دبیرستان مطالعه خواهید کرد).

موتورهای الکتریکی دارای چندین مزیت هستند. در همان قدرت، آنها کوچکتر از موتورهای حرارتی هستند. در حین کار، گاز، دود و بخار منتشر نمی کنند، به این معنی که هوا را آلوده نمی کنند. آنها نیازی به تامین سوخت و آب ندارند. موتورهای الکتریکی را می توان در یک مکان مناسب نصب کرد: روی ماشین ابزار، زیر کف تراموا، بر روی بوژی لوکوموتیو الکتریکی. ساخت یک موتور الکتریکی با هر توانی امکان پذیر است: از چند وات (در ماشین های ریش تراش برقی) تا صدها و هزاران کیلووات (در بیل مکانیکی، کارخانه های نورد، کشتی ها).

راندمان موتورهای الکتریکی قدرتمند به 98 درصد می رسد. هیچ موتور دیگری چنین بازده بالایی ندارد.

یاکوبی بوریس سمیونوویچ (1801-1874)
فیزیکدان روسی او با کشف الکتروفرمینگ به شهرت رسید.او اولین موتور الکتریکی را ساخت، یک دستگاه تلگراف که حروف را چاپ می کرد.

یکی از اولین موتورهای الکتریکی جهان که برای استفاده عملی مناسب است توسط دانشمند روسی بوریس سمیونوویچ جاکوبی در سال 1834 اختراع شد.

سوالات

1. چگونه می توان نشان داد که یک میدان مغناطیسی بر روی هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند؟
2. با استفاده از شکل 117، توضیح دهید که چه چیزی جهت حرکت یک هادی حامل جریان را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.
3. برای چرخاندن هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی از چه وسیله ای می توان استفاده کرد؟ برای تغییر جهت جریان در هر نیم دور از چه وسیله ای در حلقه استفاده می شود؟
4. دستگاه یک موتور الکتریکی فنی را توضیح دهید.
5. موتورهای الکتریکی در کجا استفاده می شوند؟ مزایای آنها نسبت به حرارتی چیست؟
6. چه کسی و چه زمانی اولین موتور الکتریکی مناسب برای استفاده عملی را اختراع کرد؟

ورزش

تابش سنج خورشیدی (لوکس متر)

برای کمک به کارکنان فنی و علمی، ابزارهای اندازه گیری بسیاری برای اطمینان از دقت، راحتی و کارایی توسعه داده شده است. در عین حال، برای اکثر افراد، نام این دستگاه ها و حتی بیشتر از آن اصل عملکرد آنها، اغلب ناآشنا است. در این مقاله به طور خلاصه هدف رایج ترین ابزار اندازه گیری را آشکار می کنیم. اطلاعات و تصاویر دستگاه ها توسط وب سایت یکی از تامین کنندگان دستگاه های اندازه گیری با ما به اشتراک گذاشته شده است.

آنالایزر طیف- این یک دستگاه اندازه گیری است که برای مشاهده و اندازه گیری توزیع نسبی انرژی نوسانات الکتریکی (الکترومغناطیسی) در باند فرکانسی است.

بادسنج- دستگاهی که برای اندازه گیری سرعت، حجم جریان هوا در یک اتاق طراحی شده است. بادسنج برای تجزیه و تحلیل بهداشتی و بهداشتی مناطق استفاده می شود.

بالومتر- یک دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری مستقیم جریان حجم هوا بر روی توری های بزرگ تهویه هوا و خروجی.

ولت متردستگاهی است که ولتاژ را اندازه گیری می کند.

آنالایزر گاز- دستگاه اندازه گیری برای تعیین ترکیب کیفی و کمی مخلوط های گازی. آنالایزرهای گاز یا دستی یا اتوماتیک هستند. نمونه هایی از آنالایزرهای گاز: نشت یاب فریون، نشت یاب سوخت هیدروکربنی، آنالایزر عدد ذرات، آنالایزر گاز دودکش، اکسیژن متر، هیدروژن متر.

رطوبت سنجیک دستگاه اندازه گیری است که برای اندازه گیری و کنترل رطوبت هوا کار می کند.

مسافت یاب- دستگاهی که فاصله را اندازه می گیرد. فاصله یاب همچنین به شما امکان می دهد مساحت و حجم یک جسم را محاسبه کنید.

دزیمتر- دستگاهی که برای تشخیص و اندازه گیری انتشارات رادیواکتیو طراحی شده است.

متر RLC- یک دستگاه اندازه گیری رادیویی که برای تعیین رسانایی کل مدار الکتریکی و پارامترهای امپدانس استفاده می شود. RLCدر نام مخفف نام مدار عناصری است که پارامترهای آنها توسط این دستگاه قابل اندازه گیری است: R - مقاومت، C - ظرفیت، L - اندوکتانس.

توان سنج- دستگاهی که برای اندازه گیری توان نوسانات الکترومغناطیسی ژنراتورها، تقویت کننده ها، فرستنده های رادیویی و سایر دستگاه هایی که در محدوده فرکانس بالا، مایکروویو و نوری کار می کنند استفاده می شود. انواع کنتور: توان جذبی و کنتور برق انتقالی.

متر THD- دستگاهی که برای اندازه گیری ضریب اعوجاج غیر خطی (ضریب هارمونیک) سیگنال ها در دستگاه های مهندسی رادیویی طراحی شده است.

کالیبراتور- اندازه گیری استاندارد ویژه ای که برای تأیید، کالیبراسیون یا کالیبراسیون ابزار اندازه گیری استفاده می شود.

اهم متر یا مقاومت سنجدستگاهی است که برای اندازه گیری مقاومت در برابر جریان الکتریکی بر حسب اهم استفاده می شود. انواع اهم متر بسته به حساسیت: مگااهم متر، گیگااهم متر، تراوهم متر، میلی اهم متر، میکرو اهم متر.

گیره جریان- ابزاری که برای اندازه گیری مقدار جریان در یک هادی طراحی شده است. گیره های فعلی به شما امکان می دهند بدون شکستن مدار الکتریکی و بدون ایجاد اختلال در عملکرد آن اندازه گیری کنید.

ضخامت سنج- وسیله ای است که با آن می توانید با دقت بالا و بدون نقض یکپارچگی پوشش، ضخامت آن را روی سطح فلزی (مثلاً یک لایه رنگ یا لاک، یک لایه زنگ زدگی، یک آستر یا هر چیز دیگری اندازه گیری کنید. پوشش غیر فلزی اعمال شده بر روی سطح فلز).

لوکس متر- این دستگاه برای اندازه گیری درجه روشنایی در ناحیه مرئی طیف است. نور سنج ها دستگاه های دیجیتال و بسیار حساس مانند لوکس متر، روشنایی سنج، پالس متر، پرتو سنج UV هستند.

فشار سنج- دستگاهی که فشار مایعات و گازها را اندازه گیری می کند. انواع فشار سنج: فنی عمومی، مقاوم در برابر خوردگی، گیج فشار، تماس الکتریکی.

مولتی متر- این یک ولت متر قابل حمل است که چندین عملکرد را همزمان انجام می دهد. مولتی متر برای اندازه گیری ولتاژ DC و AC، جریان، مقاومت، فرکانس، دما طراحی شده است و همچنین به شما امکان می دهد تست تداوم و دیود را انجام دهید.

اسیلوسکوپ- این یک دستگاه اندازه گیری است که به شما امکان نظارت و ضبط، اندازه گیری دامنه و پارامترهای زمانی یک سیگنال الکتریکی را می دهد. انواع اسیلوسکوپ: آنالوگ و دیجیتال، قابل حمل و رومیزی

پیرومتروسیله ای برای اندازه گیری دمای غیر تماسی یک جسم است. اصل عملکرد پیرومتر بر اساس اندازه گیری قدرت تابش حرارتی جسم اندازه گیری در محدوده تابش مادون قرمز و نور مرئی است. دقت اندازه گیری دما در فاصله به وضوح نوری بستگی دارد.

سرعت سنج- این وسیله ای است که به شما امکان می دهد سرعت چرخش و تعداد دور مکانیسم های چرخش را اندازه گیری کنید. انواع تاکومتر تماسی و غیر تماسی.

تصویرگر حرارتی- این وسیله ای است که برای مشاهده اجسام گرم شده توسط تابش حرارتی خود طراحی شده است. تصویرگر حرارتی به شما اجازه می دهد تا تشعشعات مادون قرمز را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنید که به نوبه خود پس از تقویت و پردازش خودکار، به تصویر قابل مشاهده از اجسام تبدیل می شوند.

ترموهیگرومترابزاری است که دما و رطوبت را به طور همزمان اندازه گیری می کند.

تشخیص عیب جاده- این یک دستگاه اندازه گیری جهانی است که به شما امکان می دهد مکان و جهت خطوط کابل و خطوط لوله فلزی روی زمین را تعیین کنید و همچنین مکان و ماهیت آسیب آنها را تعیین کنید.

PH متریک دستگاه اندازه گیری است که برای اندازه گیری شاخص هیدروژن (شاخص pH) طراحی شده است.

فرکانس سنج- دستگاه اندازه گیری برای تعیین فرکانس یک فرآیند دوره ای یا فرکانس های اجزای هارمونیک طیف سیگنال.

سطح سنج صدا- دستگاهی برای اندازه گیری ارتعاشات صدا.

جدول: واحدهای اندازه گیری و تعیین برخی کمیت های فیزیکی.

متوجه خطایی شدید؟ آن را انتخاب کرده و Ctrl+Enter را فشار دهید