Номер 4.18, страница 24 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электромагнитные колебания - номер 4.18, страница 24.

Условие.

4.18 Приведите примеры известных вам явлений в быту и технике, в основе которых переменное магнитное поле порождает электрическое.

Решение.

Решение

Явление, при котором переменное (изменяющееся во времени) магнитное поле порождает электрическое поле, называется электромагнитной индукцией. Это фундаментальное явление лежит в основе работы множества устройств, используемых в быту и технике. Ниже приведены некоторые примеры.

Трансформаторы. Эти устройства служат для преобразования (повышения или понижения) напряжения переменного тока. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора, создает в магнитном сердечнике переменный магнитный поток. Этот переменный поток пронизывает витки вторичной обмотки и, согласно закону электромагнитной индукции, порождает в ней электродвижущую силу (ЭДС), то есть электрическое поле, создающее ток. Трансформаторы являются неотъемлемой частью блоков питания, зарядных устройств и систем передачи электроэнергии.

Электрические генераторы. Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Принцип их действия заключается во вращении проводящей рамки (ротора) в магнитном поле, создаваемом статором (или наоборот). При вращении изменяется магнитный поток, пронизывающий рамку, что приводит к возникновению в ней индукционной ЭДС ($E = - \frac{d\Phi}{dt}$) и электрического тока. Так вырабатывается практически вся электроэнергия на гидро-, тепловых и атомных электростанциях.

Индукционные плиты. В этом бытовом приборе под варочной поверхностью расположена катушка, по которой протекает высокочастотный переменный ток. Он создает мощное переменное магнитное поле, которое свободно проходит через стеклокерамику, но индуцирует сильные вихревые токи (токи Фуко) в дне металлической посуды. Эти токи разогревают дно посуды за счет ее электрического сопротивления, что и приводит к приготовлению пищи.

Беспроводные зарядные устройства. Технология беспроводной зарядки гаджетов (смартфонов, наушников) работает по принципу трансформатора без сердечника. Передающая катушка в зарядной платформе создает переменное магнитное поле. Приемная катушка в гаджете, попадая в это поле, "улавливает" его. Переменное магнитное поле индуцирует в приемной катушке переменный ток, который затем преобразуется в постоянный и заряжает аккумулятор.

Динамические микрофоны. В таких микрофонах звуковые волны вызывают колебания диафрагмы, с которой жестко связана катушка из тонкого провода. Катушка расположена в магнитном поле постоянного магнита. При ее движении в магнитном поле изменяется магнитный поток через витки катушки, что порождает в ней электрический ток, форма и частота которого соответствуют исходным звуковым колебаниям.

Звукосниматели для электрогитар. Они работают по схожему принципу. Под каждой металлической струной гитары находится постоянный магнит с намотанной на него катушкой. Колебания намагниченной струны вызывают изменения в окружающем ее магнитном поле. Это переменное поле, в свою очередь, индуцирует в катушке слабый электрический ток, который после усиления преобразуется в звук.

Ответ: Примерами явлений и устройств, в основе работы которых лежит порождение электрического поля переменным магнитным полем, являются: трансформаторы, электрические генераторы, индукционные плиты, беспроводные зарядные устройства, динамические микрофоны и звукосниматели для электрогитар.