где (7Д, /д — действующее значение напряжения и тока.
Для изменения напряжения переменного тока в цепь включают трансформатор. В основе принципа действия трансформатора лежит явление электромагнитной индукции, согласно которому во вторичной обмотке возникает переменная ЭДС индукции вследствие изменения магнитного потока.
Отношение числа витков первичной и вторичной обмоток трансформатора называется коэффициентом трансформации:
§ 47. РАСПРОСТРАНЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ
В УПРУГИХ СРЕДАХ.
ПОПЕРЕЧНЫЕ И ПРОДОЛЬНЫЕ ВОЛНЫ
Опыт показывает, что колебания, возбужденные в какой-либо точке упругой среды, с течением времени передаются ее остальным частям. В качестве примера достаточно вспомнить, что измерение пульса осуществляется на запястье, хотя сердце расположено внутри грудной клетки. Такие явления связаны с распространением механических волн.
Механической волной называется процесс распространения колебаний в среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки среды к другой.
Заметим, что механические волны не могут распространяться в вакууме.
Источником механических волн является колеблющееся тело. Колебания, вызванные в каком-либо месте среды, распространяются с определенной скоростью, зависящей от плотности и упругих свойств среды. При распространении волны отсутствует перенос вещества, т. е. частицы только колеблются вблизи положений равновесия. Среднее смещение частиц, участвующих в волновом движении, за большой промежуток времени равно нулю.
Рассмотрим основные характеристики волны.
Волновой фронт — это воображаемая поверхность, до которой дошло волновое возмущение в данный момент времени.
Фазовая поверхность — это поверхность, точки которой при колебаниях имеют одинаковую фазу.
Линия, проведенная перпендикулярно волновому фронту
203
|
Рис. 138. Продольная волна |
|
Рис. 139. Поперечная волна |
|
/к\ |
|
|
в направлении распространения волны, называется лучом. Луч указывает направление распространения волны.
Основными параметрами волны являются (рис. 137):
|
Рис. 137. Основные параметры волны |
амплитуда (А)—модуль максимального смещения точек среды из положений равновесия при колебаниях;
период (Т)—время полного колебания (период колебаний точек среды равен периоду колебаний источника волны); частота (v) — число гребней (или число полных колебаний), проходящих через данную точку за единицу времени; частота волн определяется частотой источника;
скорость (и) — скорость перемещения гребня волны (это не скорость частиц!)
|
|
или
длина волны (А,)— наименьшее расстояние между двумя точками, колебания в которых происходят в одинаковой фазе; это расстояние, на которое волна распространяется за время, равное одному периоду колебаний (Я, = иГ).
Рассмотрим колебания источника волны, происходящие с циклической часто/ 2л\
той (о I ы = 2п\ = —- I и амплитудой л:
x(t) = Asin (o>0, где х (t) — смещение источника от положения равновесия. В некоторую точку среды колебания придут не мгновенно, а через промежуток времени, определяемый скоростью волны и расстоянием от источника до точки наблюдения. Если скорость волны в данной среде v, то зависимость координаты х, находящейся на расстоянии г от источника времени /, описывается формулой
x(t, r) = A sin ((о (/ ) ) = Л sin (<о/ — kr),
где k— волновое число ( k = — = —'—}, tat — kr— фаза колебаний волны в данV v К )
ной точке среды. Это выражение называется уравнением волны, распространяющейся (бегущей) вдоль направления радиус-вектора г.
Бегущую волну можно наблюдать с помощью резинового шнура, лежащего на гладком горизонтальном столе. Если один
204
конец шнура закрепить и, слегка натянув шнур рукой, привести его второй конец в колебательное движение в направлении, перпендикулярном шнуру, то по нему побежит волна, описываемая уравнением бегущей волны.
Рассмотрим классификацию бегущих волн по направлению колебаний в них частиц среды.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
