Номер 5, страница 86 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 25. Использование электромагнитной индукции. Глава 3. Электромагнетизм - номер 5, страница 86.

5. Как производится запись и воспроизведение информации с помощью магнитной ленты?

Запись информации

Процесс записи информации на магнитную ленту основан на явлении электромагнетизма. Магнитная лента — это гибкая основа, покрытая слоем ферромагнитного материала (например, оксида железа $Fe_2O_3$ или диоксида хрома $CrO_2$), состоящего из микроскопических магнитных частиц (доменов). Изначально эти частицы ориентированы хаотично, и лента не имеет собственного магнитного поля.

Запись производится с помощью записывающей головки, представляющей собой электромагнит с сердечником и очень узким зазором. Информационный сигнал (звук, данные) преобразуется в переменный электрический ток, который подается на катушку головки. Этот ток создает в зазоре головки переменное магнитное поле.

Когда лента с постоянной скоростью проходит мимо зазора, это магнитное поле воздействует на ее ферромагнитный слой. Частицы в слое намагничиваются, выстраиваясь в соответствии с силой и направлением поля в данный момент. В результате на ленте формируется последовательность намагниченных участков (магнитная фонограмма), которая является точной копией временных изменений исходного сигнала. Благодаря свойству остаточной намагниченности, эта "запись" сохраняется на ленте.

Ответ: Запись на магнитную ленту происходит путем преобразования информационного сигнала в переменный электрический ток, который, проходя через катушку записывающей головки, создает переменное магнитное поле. Это поле намагничивает участки движущейся ленты, создавая на ней последовательность намагниченных зон, соответствующую исходной информации.

Воспроизведение информации

Процесс воспроизведения основан на явлении электромагнитной индукции. Для этого используется воспроизводящая головка, которая по конструкции очень похожа на записывающую (часто это одна и та же универсальная головка).

Записанная лента протягивается с той же скоростью мимо зазора воспроизводящей головки. Намагниченные участки ленты, проходя мимо, создают в сердечнике головки переменный магнитный поток.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение магнитного потока ($\Phi_B$) в сердечнике индуцирует в катушке головки электродвижущую силу (ЭДС), то есть электрический сигнал. Величина ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока: $E = -N \frac{d\Phi_B}{dt}$, где $N$ — число витков в катушке.

Форма этого индуцированного электрического сигнала точно повторяет изменения намагниченности на ленте. Полученный слабый сигнал затем усиливается и преобразуется обратно в исходную информацию — звук, изображение или данные.

Ответ: Воспроизведение с магнитной ленты происходит, когда намагниченные участки движущейся ленты создают переменный магнитный поток в сердечнике воспроизводящей головки. Это, в свою очередь, индуцирует в катушке головки переменный электрический ток (сигнал), который после усиления преобразуется в исходную информацию (звук, изображение).