本篇文章给大家谈谈波形图峰谷分度值图片讲解,以及波形的峰峰值对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录:
高中物理知识的定义总结,帮忙归纳!
选修3-4知识点
82.简谐运动 简谐运动的表达式和图象Ⅱ
1、机械振动:
物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。机械振动产生的条件是:(1)回复力不为零。(2)阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动:
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解:
(1)物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。
(2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动,在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。
3、描述振动的物理量,研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外,为适应振动特点还要引入一些新的物理量。
(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。
(2)振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅,振幅是标量,表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大,做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
(3)周期T:振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。
(4)频率f:振动物体单位时间内完成全振动的次数。
(5)角频率:角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时,发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时,可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理,这种方法高考大纲不要求掌握。
周期、频率、角频率的关系是:。
(6)相位:表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。
4、研究简谐振动规律的几个思路:
(1)用动力学方法研究,受力特征:回复力F =- Kx;加速度,简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
(2)用运动学方法研究:简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化,这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。
(3)用图象法研究:熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。
(4)从能量角度进行研究:简谐振动过程,系统动能和势能相互转化,总机械能守恒,振动能量和振幅有关。
5、简谐运动的表达式
振幅A,周期T,相位,初相
6、简谐运动图象描述振动的物理量
1.直接描述量:
①振幅A;②周期T;③任意时刻的位移t。
2.间接描述量:
③x-t图线上一点的切线的斜率等于V。
3.从振动图象中的x分析有关物理量(v,a,F)
简谐运动的特点是周期性。在回复力的作用下,物体的运动在空间上有往复性,即在平衡位置附近做往复的变加速(或变减速)运动;在时间上有周期性,即每经过一定时间,运动就要重复一次。我们能否利用振动图象来判断质点x,F,v,a的变化,它们变化的周期虽相等,但变化步调不同,只有真正理解振动图象的物理意义,才能进一步判断质点的运动情况。
小结: 1.简谐运动的图象是正弦或余弦曲线,与运动轨迹不同。
2.简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。
3.根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。
83.单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)Ⅰ
单摆周期公式
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题:①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。②单摆周期公式中的L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,一般也叫等效摆长。
例如图1中 ,三根等长的绳L1、L2、L3共同系住一个密度均匀的小球m,球直径为d,L2、L3与天花板的夹角 30。若摆球在纸面内作小角度的左右摆动,则摆的圆弧的圆心在O1外,故等效摆长为 ,周期T1=2;若摆球做垂直纸面的小角度摆动,叫摆动圆弧的圆心在O处,故等效摆长为,周期T2=.
单摆周期公式中的g,由单摆所在的空间位置决定,还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。由可知,地球表面不同位置、不同高度,不同星球表面g值都不相同,因此应求出单摆所在地的等效g值代入公式,即g不一定等于9.8m/s2。单摆系统运动状态不同g值也不相同。例如单摆在向上加速发射的航天飞机内,设加速度为a,此时摆球处于超重状态,沿圆弧切线的回复力变大,摆球质量不变,则重力加速度等效值g = g + a。再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重,回复力为零,则重力加速度等效值g = 0,周期无穷大,即单摆不摆动了。g还由单摆所处的物理环境决定。如带小电球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中,回复力应是重力和竖直的电场合力在圆弧切向方向的分力,所以也有-g的问题。一般情况下g值等于摆球静止在平衡位置时,摆线张力与摆球质量的比值。
84.受迫振动和共振Ⅰ
物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是:物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,而跟物体固有频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。
85.机械波 横波和纵波 横波的图象Ⅰ
机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波,机械波产生的条件有两个:
一是要有做机械振动的物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和纵波:
质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波,但气体和液体不能传播横波,声波在空气中是纵波,声波的频率从20到2万赫兹。
机械波的特点:
(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
(2)波只是传播运动形式(振动)和振动能量,介质并不随波迁移。
横波的图象
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线,也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线,但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
86.波长、波速和频率(周期)的关系Ⅰ
描述机械波的物理量
(1)波长:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
(2)频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。
(3)波速v:单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。
波速与波长和频率的关系:,
87.波的反射和折射 波的干涉和衍射Ⅰ
1.惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,而后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。
2.根据惠更斯原理,只要知道某一时刻的波阵面,就可以确定下一时刻的波阵面。
波的反射
1.波遇到障碍物会返回来继续传播,这种现象叫做波的反射.
2.反射规律
•反射定律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。
•入射角(i)和反射角(i’):入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角.反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角.
•反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.
•波遇到两种介质界面时,总存在反射
波的折射
1.波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射.
2.折射规律:
(1).折射角(r):折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角.
(2).折射定律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比:
•当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线.
•当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线.
•当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射中的特例.
•在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变.
•波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同.
波的干涉和衍射
衍射:波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域振动减弱,并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是:两列波的频率相同,相差恒定。
稳定的干涉现象中,振动加强区和减弱区的空间位置是不变的,加强区的振幅等于两列波振幅之和,减弱区振幅等于两列波振幅之差。判断加强与减弱区域的方法一般有两种:一是画峰谷波形图,峰峰或谷谷相遇增强,峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时,某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强,是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。
88.多普勒效应Ⅰ
1.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2.多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
3.多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
4.多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。③红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红衣现象”,所谓“红衣现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
89.电磁波 电磁波的传播Ⅰ
一、麦克斯韦电磁场理论
1、电磁场理论的核心之一:变化的磁场产生电场
在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场)
◎理解: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场
(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场
2、电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场
◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场
(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场
〖规律总结〗
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2、电场和磁场的变化关系
二、电磁波
1、电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场
这个过程可以用下图表达。
2、电磁波:
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
3、电磁波的特点:
(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直
(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf
(3) 电磁波具有波的特性
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.,他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
90.电磁振荡 电磁波的发射和接收Ⅰ
LC回路振荡电流的产生
先给电容器充电,把能以电场能的形式储存在电容器中。
(1)闭合电路,电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零,磁场能为零,极板上电荷量最大。随后,电路中电流加大,磁场能加大,电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束,电流达到最大、磁场能最多。
(2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失,保持原来电流方向,对电容器反方向充电,磁场能减少,电场能增多。充电流由大到小,充电结束时,电流为零。
接着电容器又开始放电,重复(1)、(2)过程,但电流方向与(1)时的电流方向相反。
电磁波的发射和接收
有效的向外发射电磁波的条件:
(1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波?
改造 振荡电路——由闭合电路成开放电路
电磁波的接收条件
①电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振。
②调谐:使接收电路产生电谐振的过程。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
91.电磁波谱及其应用Ⅰ
光的电磁说
(1)麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同,说明光具有电磁本质
(2)电磁波谱
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线
产生机理 在振荡电路中,自由电子作周期性运动产生
原子的外层电子受到激发产生的
原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的
(3)光谱 ①观察光谱的仪器,分光镜 ②光谱的分类,产生和特征
发射光谱 连续光谱 产生 特征
由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的 由连续分布的,一切波长的光组成
明线光谱 由稀薄气体发光产生的 由不连续的一些亮线组成
吸收光谱 高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的 在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱
③ 光谱分析:
一种元素,在高温下发出一些特点波长的光,在低温下,也吸收这些波长的光,所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线,用来进行光谱分析。
电磁波的应用:
1、电视
简单地说:电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号 ,发射出去后被接收的电信号通过还原,被还原为光的图象重现荧光屏。电子束把一幅图象按照各点的明暗情况,逐点变为强弱不同的信号电流,通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理
利用发射与接收之间的时间差,计算出物体的距离。
3、手机
在待机状态下,手机不断的发射电磁波,与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
电磁波与机械波的比较:
共同点:都能产生干涉和衍射现象;它们波动的频率都取决于波源的频率;在不同介质中传播,频率都不变.
不同点: 机械波的传播一定需要介质,其波速与介质的性质有关,与波的频率无关.而电磁波本身就是一种物质,它可以在真空中传播,也可以在介质中传播.电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m/s,在介质中传播时,波速和波长不仅与介质性质有关,还与频率有关.
不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的.
红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的.
伦琴射线是原子内层电子受激发产生的.
γ射线是原子核受激发产生的.
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同.
红外线主要作用是热作用,可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感;
紫外线主要作用是化学作用,可用来杀菌和消毒;
伦琴射线有较强的穿透本领,利用其穿透本领与物质的密度有关,进行对人体的透视和检查部件的缺陷;
γ射线的穿透本领更大,在工业和医学等领域有广泛的应用,如探伤,测厚或用γ刀进行手术.
92.光的折射定律 折射率Ⅱ
光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n来表示这个比例常数,就有
折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率.
i是光线在真空中与法线之间的夹角.
r是光线在介质中与法线之间的夹角.光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率
用双管显微镜测量表面粗糙度为什么要确定分度值c?如何确定
实验一 表面粗糙度测量
实验1-1 双管显微镜测量表面粗糙度
双管显微镜利用光切原理来测量表面粗糙度的工具, 它将一束平行光带以一定角度投射与被测表面上,光带与表面轮廓相交的曲线影像即反映了被测表面的微观几何形状, 解决了工件表面微小峰谷深度的测量问题, 避免了与被测表面的接触。由于它采用了光切原理, 所以可测表面的轮廓峰谷的最大和最小高度,要受物镜的景深和鉴别率的限制。峰谷高度超出一定的范围, 就不能在目镜视场中成清晰的真实图像而导致无法测量或者测量误差很大。但由于成本低、易于操作, 所以还在被广泛应用。
一、实验目的
1.了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。
2.加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz的理解。
二、实验内容
用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz值。
三、测量原理及计量器具说明
图1-5-1轮廓单元
图1-5-2 双管显微镜外形
参看图1-5-1,轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr内,在一个取样长度范围内,最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之为轮廓最大高度。
即
Rz = Rp+ Rv
双管显微镜能测量80~1μm的粗糙度,用参数Rz来评定。
双管显微镜的外形如图1-5-2所示。它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。
双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的,如图1-5-3所示。被测表面为P1、P2阶梯表面,当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时,就被折成S1和S2两段。从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大象和。同样,S1和S2之间距离h也被放大为和之间的距离。通过测量和计算,可求得被测表面的不平度高度 h。
图1-5-4为双管显微镜的光学系统图。由光源1发出的光,经聚光镜2、狭缝3、物镜4以450方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内,经物镜5成象在目镜分划板上,通过目镜可观察到凹凸不平的光带(图1-5-5b)。光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓象为h1′,测量亮带边缘的宽度h1′,可求出被测表面的不平度高度h1:
=cos450=cos450
式中 N—物镜放大倍数。
图 1-5-3 图 1-5-4
为了测量和计算方便,测微目镜中十字线的移动方向(图1-5-5a)和被测量光带边缘宽度h1′成450斜角(图1-5-5b),故目镜测微器刻度套筒上读数值h1′与不平度高度的关系为:
=
所以 =
(a) (b)
图1-5-5
式中,=C,C为刻度套筒的分度值或称为换算系数,它与投射角α、目镜测微器的结构和物镜放大倍数有关。
四、目镜测微器分度值C的确定。
由前述可知,目镜测微器套筒上每一格刻度间距所代表的实际表面不平度高度的数值(分度值)与物镜放大倍率有关。由于仪器生产过程中的加工和装配误差,以及仪器在使用过程中可能产生的误差,会使物镜的实际倍率与表1所列的公称值之间有某些差异。因此,仪器在投入使用时以及经过较长时间的使用之后,或者在调修重新安装之后,要用玻璃标准
刻度尺来确定分度值C,即确定每一格刻度间距所代表的不平度高度的实际数值。确定方法如下:
1.将玻璃标准刻度尺置于工作台上,
调节显微镜的焦距,并移动标准刻度尺,使在
目镜视场内能看到清晰的刻度尺刻线
高中物理选修3-4知识点(完整的)
简谐运动 简谐运动的表达式和图象Ⅱ
1、机械振动:
物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。机械振动产生的条件是:(1)回复力不为零。(2)阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动:
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解:
(1)物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。
(2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动,在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。
3、描述振动的物理量,研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外,为适应振动特点还要引入一些新的物理量。
(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。
(2)振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅,振幅是标量,表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大,做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
(3)周期T:振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。
(4)频率f:振动物体单位时间内完成全振动的次数。
(5)角频率:角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时,发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时,可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理,这种方法高考大纲不要求掌握。
周期、频率、角频率的关系是:。
(6)相位:表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。
4、研究简谐振动规律的几个思路:
(1)用动力学方法研究,受力特征:回复力F =- Kx;加速度,简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
(2)用运动学方法研究:简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化,这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。
(3)用图象法研究:熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。
(4)从能量角度进行研究:简谐振动过程,系统动能和势能相互转化,总机械能守恒,振动能量和振幅有关。
5、简谐运动的表达式
振幅A,周期T,相位,初相
6、简谐运动图象描述振动的物理量
1.直接描述量:
①振幅A;②周期T;③任意时刻的位移t。
2.间接描述量:
③x-t图线上一点的切线的斜率等于V。
3.从振动图象中的x分析有关物理量(v,a,F)
简谐运动的特点是周期性。在回复力的作用下,物体的运动在空间上有往复性,即在平衡位置附近做往复的变加速(或变减速)运动;在时间上有周期性,即每经过一定时间,运动就要重复一次。我们能否利用振动图象来判断质点x,F,v,a的变化,它们变化的周期虽相等,但变化步调不同,只有真正理解振动图象的物理意义,才能进一步判断质点的运动情况。
小结: 1.简谐运动的图象是正弦或余弦曲线,与运动轨迹不同。
2.简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。
3.根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。
83.单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)Ⅰ
单摆周期公式
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题:①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。②单摆周期公式中的L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,一般也叫等效摆长。
例如图1中 ,三根等长的绳L1、L2、L3共同系住一个密度均匀的小球m,球直径为d,L2、L3与天花板的夹角 30。若摆球在纸面内作小角度的左右摆动,则摆的圆弧的圆心在O1外,故等效摆长为 ,周期T1=2;若摆球做垂直纸面的小角度摆动,叫摆动圆弧的圆心在O处,故等效摆长为,周期T2=.
单摆周期公式中的g,由单摆所在的空间位置决定,还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。由可知,地球表面不同位置、不同高度,不同星球表面g值都不相同,因此应求出单摆所在地的等效g值代入公式,即g不一定等于9.8m/s2。单摆系统运动状态不同g值也不相同。例如单摆在向上加速发射的航天飞机内,设加速度为a,此时摆球处于超重状态,沿圆弧切线的回复力变大,摆球质量不变,则重力加速度等效值g = g + a。再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重,回复力为零,则重力加速度等效值g = 0,周期无穷大,即单摆不摆动了。g还由单摆所处的物理环境决定。如带小电球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中,回复力应是重力和竖直的电场合力在圆弧切向方向的分力,所以也有-g的问题。一般情况下g值等于摆球静止在平衡位置时,摆线张力与摆球质量的比值。
84.受迫振动和共振Ⅰ
物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是:物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,而跟物体固有频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。
85.机械波 横波和纵波 横波的图象Ⅰ
机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波,机械波产生的条件有两个:
一是要有做机械振动的物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和纵波:
质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波,但气体和液体不能传播横波,声波在空气中是纵波,声波的频率从20到2万赫兹。
机械波的特点:
(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
(2)波只是传播运动形式(振动)和振动能量,介质并不随波迁移。
横波的图象
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线,也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线,但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
86.波长、波速和频率(周期)的关系Ⅰ
描述机械波的物理量
(1)波长:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
(2)频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。
(3)波速v:单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。
波速与波长和频率的关系:,
87.波的反射和折射 波的干涉和衍射Ⅰ
1.惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,而后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。
2.根据惠更斯原理,只要知道某一时刻的波阵面,就可以确定下一时刻的波阵面。
波的反射
1.波遇到障碍物会返回来继续传播,这种现象叫做波的反射.
2.反射规律
?反射定律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。
?入射角(i)和反射角(i’):入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角.反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角.
?反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.
?波遇到两种介质界面时,总存在反射
波的折射
1.波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射.
2.折射规律:
(1).折射角(r):折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角.
(2).折射定律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比:
?当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线.
?当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线.
?当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射中的特例.
?在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变.
?波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同.
波的干涉和衍射
衍射:波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域振动减弱,并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是:两列波的频率相同,相差恒定。
稳定的干涉现象中,振动加强区和减弱区的空间位置是不变的,加强区的振幅等于两列波振幅之和,减弱区振幅等于两列波振幅之差。判断加强与减弱区域的方法一般有两种:一是画峰谷波形图,峰峰或谷谷相遇增强,峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时,某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强,是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。
88.多普勒效应Ⅰ
1.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2.多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
3.多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
4.多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。③红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红衣现象”,所谓“红衣现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
89.电磁波 电磁波的传播Ⅰ
一、麦克斯韦电磁场理论
1、电磁场理论的核心之一:变化的磁场产生电场
在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场)
◎理解: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场
(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场
2、电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场
◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场
(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场
〖规律总结〗
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2、电场和磁场的变化关系
二、电磁波
1、电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场
这个过程可以用下图表达。
2、电磁波:
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
3、电磁波的特点:
(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直
(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf
(3) 电磁波具有波的特性
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.,他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
90.电磁振荡 电磁波的发射和接收Ⅰ
LC回路振荡电流的产生
先给电容器充电,把能以电场能的形式储存在电容器中。
(1)闭合电路,电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零,磁场能为零,极板上电荷量最大。随后,电路中电流加大,磁场能加大,电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束,电流达到最大、磁场能最多。
(2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失,保持原来电流方向,对电容器反方向充电,磁场能减少,电场能增多。充电流由大到小,充电结束时,电流为零。
接着电容器又开始放电,重复(1)、(2)过程,但电流方向与(1)时的电流方向相反。
电磁波的发射和接收
有效的向外发射电磁波的条件:
(1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波?
改造 振荡电路——由闭合电路成开放电路
电磁波的接收条件
①电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振。
②调谐:使接收电路产生电谐振的过程。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
91.电磁波谱及其应用Ⅰ
光的电磁说
(1)麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同,说明光具有电磁本质
(2)电磁波谱
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线
产生机理 在振荡电路中,自由电子作周期性运动产生
原子的外层电子受到激发产生的
原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的
(3)光谱 ①观察光谱的仪器,分光镜 ②光谱的分类,产生和特征
发射光谱 连续光谱 产生 特征
由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的 由连续分布的,一切波长的光组成
明线光谱 由稀薄气体发光产生的 由不连续的一些亮线组成
吸收光谱 高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的 在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱
③ 光谱分析:
一种元素,在高温下发出一些特点波长的光,在低温下,也吸收这些波长的光,所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线,用来进行光谱分析。
电磁波的应用:
1、电视
简单地说:电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号 ,发射出去后被接收的电信号通过还原,被还原为光的图象重现荧光屏。电子束把一幅图象按照各点的明暗情况,逐点变为强弱不同的信号电流,通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理
利用发射与接收之间的时间差,计算出物体的距离。
3、手机
在待机状态下,手机不断的发射电磁波,与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
电磁波与机械波的比较:
共同点:都能产生干涉和衍射现象;它们波动的频率都取决于波源的频率;在不同介质中传播,频率都不变.
不同点: 机械波的传播一定需要介质,其波速与介质的性质有关,与波的频率无关.而电磁波本身就是一种物质,它可以在真空中传播,也可以在介质中传播.电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m/s,在介质中传播时,波速和波长不仅与介质性质有关,还与频率有关.
不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的.
红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的.
伦琴射线是原子内层电子受激发产生的.
γ射线是原子核受激发产生的.
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同.
红外线主要作用是热作用,可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感;
紫外线主要作用是化学作用,可用来杀菌和消毒;
伦琴射线有较强的穿透本领,利用其穿透本领与物质的密度有关,进行对人体的透视和检查部件的缺陷;
γ射线的穿透本领更大,在工业和医学等领域有广泛的应用,如探伤,测厚或用γ刀进行手术.
92.光的折射定律 折射率Ⅱ
光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n来表示这个比例常数,就有
折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率.
i是光线在真空中与法线之间的夹角.
r是光线在介质中与法线之间的夹角.光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率
物理选修3-4知识点
简谐运动 简谐运动的表达式和图象Ⅱ
1、机械振动:
物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。机械振动产生的条件是:(1)回复力不为零。(2)阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动:
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解:
(1)物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。
(2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动,在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。
3、描述振动的物理量,研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外,为适应振动特点还要引入一些新的物理量。
(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。
(2)振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅,振幅是标量,表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大,做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
(3)周期T:振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。
(4)频率f:振动物体单位时间内完成全振动的次数。
(5)角频率:角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时,发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时,可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理,这种方法高考大纲不要求掌握。
周期、频率、角频率的关系是:。
(6)相位:表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。
4、研究简谐振动规律的几个思路:
(1)用动力学方法研究,受力特征:回复力F =- Kx;加速度,简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
(2)用运动学方法研究:简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化,这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。
(3)用图象法研究:熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。
(4)从能量角度进行研究:简谐振动过程,系统动能和势能相互转化,总机械能守恒,振动能量和振幅有关。
5、简谐运动的表达式
振幅A,周期T,相位,初相
6、简谐运动图象描述振动的物理量
1.直接描述量:
①振幅A;②周期T;③任意时刻的位移t。
2.间接描述量:
③x-t图线上一点的切线的斜率等于V。
3.从振动图象中的x分析有关物理量(v,a,F)
简谐运动的特点是周期性。在回复力的作用下,物体的运动在空间上有往复性,即在平衡位置附近做往复的变加速(或变减速)运动;在时间上有周期性,即每经过一定时间,运动就要重复一次。我们能否利用振动图象来判断质点x,F,v,a的变化,它们变化的周期虽相等,但变化步调不同,只有真正理解振动图象的物理意义,才能进一步判断质点的运动情况。
小结: 1.简谐运动的图象是正弦或余弦曲线,与运动轨迹不同。
2.简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。
3.根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。
83.单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)Ⅰ
单摆周期公式
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题:①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。②单摆周期公式中的L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,一般也叫等效摆长。
例如图1中 ,三根等长的绳L1、L2、L3共同系住一个密度均匀的小球m,球直径为d,L2、L3与天花板的夹角 30。若摆球在纸面内作小角度的左右摆动,则摆的圆弧的圆心在O1外,故等效摆长为 ,周期T1=2;若摆球做垂直纸面的小角度摆动,叫摆动圆弧的圆心在O处,故等效摆长为,周期T2=.
单摆周期公式中的g,由单摆所在的空间位置决定,还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。由可知,地球表面不同位置、不同高度,不同星球表面g值都不相同,因此应求出单摆所在地的等效g值代入公式,即g不一定等于9.8m/s2。单摆系统运动状态不同g值也不相同。例如单摆在向上加速发射的航天飞机内,设加速度为a,此时摆球处于超重状态,沿圆弧切线的回复力变大,摆球质量不变,则重力加速度等效值g = g + a。再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重,回复力为零,则重力加速度等效值g = 0,周期无穷大,即单摆不摆动了。g还由单摆所处的物理环境决定。如带小电球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中,回复力应是重力和竖直的电场合力在圆弧切向方向的分力,所以也有-g的问题。一般情况下g值等于摆球静止在平衡位置时,摆线张力与摆球质量的比值。
84.受迫振动和共振Ⅰ
物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是:物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,而跟物体固有频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。
85.机械波 横波和纵波 横波的图象Ⅰ
机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波,机械波产生的条件有两个:
一是要有做机械振动的物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和纵波:
质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波,但气体和液体不能传播横波,声波在空气中是纵波,声波的频率从20到2万赫兹。
机械波的特点:
(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
(2)波只是传播运动形式(振动)和振动能量,介质并不随波迁移。
横波的图象
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线,也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线,但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
86.波长、波速和频率(周期)的关系Ⅰ
描述机械波的物理量
(1)波长:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
(2)频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。
(3)波速v:单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。
波速与波长和频率的关系:,
87.波的反射和折射 波的干涉和衍射Ⅰ
1.惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,而后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。
2.根据惠更斯原理,只要知道某一时刻的波阵面,就可以确定下一时刻的波阵面。
波的反射
1.波遇到障碍物会返回来继续传播,这种现象叫做波的反射.
2.反射规律
?反射定律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。
?入射角(i)和反射角(i’):入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角.反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角.
?反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.
?波遇到两种介质界面时,总存在反射
波的折射
1.波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射.
2.折射规律:
(1).折射角(r):折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角.
(2).折射定律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比:
?当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线.
?当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线.
?当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射中的特例.
?在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变.
?波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同.
波的干涉和衍射
衍射:波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域振动减弱,并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是:两列波的频率相同,相差恒定。
稳定的干涉现象中,振动加强区和减弱区的空间位置是不变的,加强区的振幅等于两列波振幅之和,减弱区振幅等于两列波振幅之差。判断加强与减弱区域的方法一般有两种:一是画峰谷波形图,峰峰或谷谷相遇增强,峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时,某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强,是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。
88.多普勒效应Ⅰ
1.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2.多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
3.多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
4.多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。③红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红衣现象”,所谓“红衣现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
89.电磁波 电磁波的传播Ⅰ
一、麦克斯韦电磁场理论
1、电磁场理论的核心之一:变化的磁场产生电场
在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场)
◎理解: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场
(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场
2、电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场
◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场
(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场
〖规律总结〗
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2、电场和磁场的变化关系
二、电磁波
1、电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场
这个过程可以用下图表达。
2、电磁波:
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
3、电磁波的特点:
(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直
(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf
(3) 电磁波具有波的特性
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.,他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
90.电磁振荡 电磁波的发射和接收Ⅰ
LC回路振荡电流的产生
先给电容器充电,把能以电场能的形式储存在电容器中。
(1)闭合电路,电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零,磁场能为零,极板上电荷量最大。随后,电路中电流加大,磁场能加大,电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束,电流达到最大、磁场能最多。
(2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失,保持原来电流方向,对电容器反方向充电,磁场能减少,电场能增多。充电流由大到小,充电结束时,电流为零。
接着电容器又开始放电,重复(1)、(2)过程,但电流方向与(1)时的电流方向相反。
电磁波的发射和接收
有效的向外发射电磁波的条件:
(1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波?
改造 振荡电路——由闭合电路成开放电路
电磁波的接收条件
①电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振。
②调谐:使接收电路产生电谐振的过程。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
91.电磁波谱及其应用Ⅰ
光的电磁说
(1)麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同,说明光具有电磁本质
(2)电磁波谱
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线
产生机理 在振荡电路中,自由电子作周期性运动产生
原子的外层电子受到激发产生的
原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的
(3)光谱 ①观察光谱的仪器,分光镜 ②光谱的分类,产生和特征
发射光谱 连续光谱 产生 特征
由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的 由连续分布的,一切波长的光组成
明线光谱 由稀薄气体发光产生的 由不连续的一些亮线组成
吸收光谱 高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的 在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱
③ 光谱分析:
一种元素,在高温下发出一些特点波长的光,在低温下,也吸收这些波长的光,所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线,用来进行光谱分析。
电磁波的应用:
1、电视
简单地说:电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号 ,发射出去后被接收的电信号通过还原,被还原为光的图象重现荧光屏。电子束把一幅图象按照各点的明暗情况,逐点变为强弱不同的信号电流,通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理
利用发射与接收之间的时间差,计算出物体的距离。
3、手机
在待机状态下,手机不断的发射电磁波,与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
电磁波与机械波的比较:
共同点:都能产生干涉和衍射现象;它们波动的频率都取决于波源的频率;在不同介质中传播,频率都不变.
不同点: 机械波的传播一定需要介质,其波速与介质的性质有关,与波的频率无关.而电磁波本身就是一种物质,它可以在真空中传播,也可以在介质中传播.电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m/s,在介质中传播时,波速和波长不仅与介质性质有关,还与频率有关.
不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的.
红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的.
伦琴射线是原子内层电子受激发产生的.
γ射线是原子核受激发产生的.
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同.
红外线主要作用是热作用,可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感;
紫外线主要作用是化学作用,可用来杀菌和消毒;
伦琴射线有较强的穿透本领,利用其穿透本领与物质的密度有关,进行对人体的透视和检查部件的缺陷;
γ射线的穿透本领更大,在工业和医学等领域有广泛的应用,如探伤,测厚或用γ刀进行手术.
92.光的折射定律 折射率Ⅱ
光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n来表示这个比例常数,就有
折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率.
i是光线在真空中与法线之间的夹角.
r是光线在介质中与法线之间的夹角.光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率
电表分哪几种?
电表电表 diànbiǎo
1、[meter for measuring electricity] ∶电器仪表的统称,用来测量电压、电流、电功率等
IC卡电表2、[electric kilowaterhour meter]∶特指电度表
电能表的简称,是用来测量电能的仪表,又称电度表,火表,电能表,千瓦小时表
指测量各种电学量的仪表。
电流表
ammeter
又称“安培表”。
--电流表是测量电路中电流大小的工具
--在电路图中,电流表的符号为"圈A"
--直流电流表的构造主要包括:三个接线柱[有"+","-"两种接线柱,如(+,-0.6,-3)或(-,0.6,3)],指针,刻度等(交流电流表无正负接线柱)
--电流表的使用规则::①电流表要串联在电路中(否则短路。);
②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出(否则指针反转。);
③被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程。);
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小,相当于一根导线。若将电流表连到电源的两极上,轻则指针打歪,重则烧坏电流表、电源、导线。).
--电流表读数:1.看清量程
2.看清分度值(一般而言,量程0~3A分度值为0.1A,0~0.6A为0.02A)
3.看清表针停留位置(一定从正面观察)
--使用前的准备:1.校零,用平口改锥调整校零按钮.
2.选用量程{用经验估计或采用试触法}
--工作原理:电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。
电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。
当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。
由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
这叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里用的那种。
附: 交流电流表
交流电流表在小电流中可以直接使用(一般在5A以下),但现在的工厂电气设备的容量都较大,所以大多与电流互感器一起使用。选择电流表前要算出设备的额定工作电流,再选择合适的电流互感器,在选择电流表。例如:设备为一台30KW电机,大概额定电流为60A左右,这样我们就要选择75/5A电流互感器,则电流表就要选择量程为0A-75A,75/5A的电流表,这样就是一台大电流设备的电流表的选择!
电压表是测量电压的一种仪器
1)常用电压表——伏特表 符号:V
2)大部分电压表都分为两个量程。(0—3V)(0—15V)
3)正确使用:调零(把指针调到零刻度)并联(只能与被测部分并联)正进负出(使电流从正极接入流进,从负极接入流出)量程(被测电压不能超过电压表的量程,用“试触”法选择适当量程。
4)直流电压表的符号要在V下加一个_,交流电压表的符号要再V下加一个波浪线“~”
电压表有三个接线柱,一个负接线柱,两个正接线柱
例如学生用电压表一般正接线柱有3V,15V两个,测量时根据电压大小选择量程为“15V”时,刻度盘上的每个大格表示5Ⅴ,每个小格表示0.5V(即最小分度值是0.5Ⅴ);量程为“3Ⅴ”时,刻度盘上的每个大格表示lV,每个小格表示0.lV(即最小分度值是0.lⅤ)。
我们可用电流表来测量电流的大小.电流表的符号是(A).
交流电压表不分正负极,正确选择量程,直接把电压表并联在被测电路的两端。
交流电压表测的电压是交流电压的有效值。
串.并联电路的电压特点
串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,U=U1+U2
并联电路中,各支路两端的电压相等,U=U1=U2
电压表的原理
首先,我们要知道在电压表内,有一个磁铁和一个导线线圈,通过电流后,会使线圈产生磁场(好象这个内容又超过你目前学的了,是初二下学期要学的,但你肯定知道电磁铁吧),这样线圈通电后在磁铁的作用下会旋转,这就是电流表、电压表的表头部分。
这个表头所能通过的电流很小,两端所能承受的电压也很小(肯定远小于1V,可能只有零点零几伏甚至更小),为了能测量我们实际电路中的电压,我们需要给这个电压表串联一个比较大的电阻,做成电压表。这样,即使两端加上比较大的电压,可是大部分电压都作用在我们加的那个大电阻上了,表头上的电压就会很小了。
可见,电压表是一种内部电阻很大的仪器,一般应该大于几千欧。
电流表是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。
电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。
当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。
由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
这叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里用的那种。
电流表串联一个大电阻。测量时并联到被测量的两点之间,不会改变原有电路的特性,电流表显示数值正比于被测量点的电压:
电流表内阻 Ro 很小,可以忽略不计,外接电阻 R 很大,这样根据欧姆定律得到:
理想状态的电流表内阻为0;理想状态的电压表内阻为无限大
I = U/(R + Ro) ≈ U/R
DA30A 型真有效值电压表
性能特点 :
真正有效值测量
可测量各种波形电压和无规则噪声电压
热电偶检波方式,线性指示
测量频率范围:10 Hz — 10 MHz
大镜面表头指示,读数清晰
直流放大器输出,可驱动其它辅助设备
简要介绍::
DA30A型真有效值电压表主要用于对各种信号波形进行有效值测量,采用热电偶检波方式,仪器指示具有线性刻度,无需调零,并附有直流输出装置以驱动直流数字电压表来提高测量精度。可广泛用于工厂、实验室、科研单位、大专院校等。
技术参数:
频响范围 10 Hz — 10 MHz
基本精度 ± 2%
输入电阻, 电容, 过载电压 1 mV — 300 mV: ≥8 MΩ,≤ 40 pF, ≤100 V
300 mV — 300 V: ≥8 MΩ,≤ 20 pF, ≤600 V
直流输出电压 -1 V(逢10量程)
一般技术指标
工作温度, 湿度 0℃ — 40℃, ≤90% RH
电源要求 198 V — 242 V AC, 47.5 Hz — 52.5 Hz
功耗 ≤ 6 VA
尺寸(W×H×D) 240 mm×140 mm×280 mm
重量 约2.5 kg
电压、电流、功率是表征电信号能量大小的三个基本参量。在电子电路中,只要测量出其中一个参量就可以根据电路的阻抗求出其它二个参量。考虑到测量的方便性、安全性、准确性等因素,几乎都用测量电压的方法来测定表征电信号能量大小的三个基本参量。此外,许多参数,例如频率特性、谐波失真度、调制度等都可视为电压的派生量。所以电压的测量是其它许多电参量,也包括非电量测量的基础。
电压测量主要是采用电子电压表对正弦电压的稳态值及其它典型的周期性非正弦电压参数进行测量。本章重点讨论模拟和数字式两种电压表的结构、原理和使用方法。
(1)频率范围宽
被测信号电压的频率可以从0Hz到几千兆赫兹范围内变化,这就要求测量信号电压仪表的频带要覆盖较宽的率频范围。
(2)测量电压范围广
通常,被测信号电压小到微伏级,大到千伏以上。这就要求测量电压仪表的量程相当宽。电压表所能测量的下限值定义为电压表的灵敏度,目前只有数字电压表才能达到微伏级的灵敏度。
(3)输入阻抗高
电压测量仪表的输入阻抗是被测电路的附加并联负载。为了减小电压表对测量结果的影响,就要求电压表的输入阻抗很高,即输入电阻大,输入电容小,使附加的并联负载对被测电路影响很小。
(4)测量精度高
一般的工程测量,如市电的测量、电路电源电压的测量等都不要求高的精度。但对一些特殊电压的测量确要求有很高的测量精度。如对A/D变换器的基准电压的测量,对稳压电源的稳压系数的测量都要求有很高的测量精度。
(5)抗干扰能力强
测量工作一般都在存在干扰的环境下进行,所以要求测量仪表具有较强的抗干扰能力。特别是高灵敏度、高精度的仪表都要具备很强的抗干扰能力,否则就会引入明显的测量误差,达不到测量精度的要求。对于数字电压表来说,这个要求更为突出。
4.1.2 电子电压表的分类
电压表按其工作原理和读数方式分为模拟式电压表和数字式电压表两大类。
(1)模拟式电压表
模拟式电压表又叫指针式电压表,一般都采用磁电式直流电流表头作为被测电压的指示器。测量直流电压时,可直接或经放大或经衰减后变成一定量的直流电流驱动直流表头的指针偏转指示。测量交流电压时,必需经过交流-直流变换器即检波器,将被测交流电压先转换成与之成比例的直流电压后,再进行直流电压的测量。模拟式电压表按不同得方式又分为如下几种类型:
①按工作频率分类:分为超低频(1kHz以下)、低频(1MHz以下)、视频(30MHz以下)、高频或射频(300MHz以下)、超高频(300MHz以上)电压表。
②按测量电压量级分类:分为电压表(基本量程为V量级)和毫伏表(基本量程为mV量级)。
③按检波方式分类:分为均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。
④按电路组成形式分类:分为检波-放大式电压表、放大-检波式电压表、外差式电压 。
电能表
定义:电能表是用来测量电能的仪表,俗称电度表、火表。
分类:
按用途:工业与民用表、电子标准表、最大需量表、复费率表
按结构和工作原理:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)
按接入电源性质:交流表、直流表
按准确级:常用普通表:0.2S、0.5S、0.2、0.5、1.0、2.0等
标准表:0.01、0.05、0.2、0.5等
按安装接线方式:直接接入式、间接接入式
按用电设备:单相、三相三线、三相四线电能表
铭牌名称及型号: 第一部分:类别代号:D :电能表
第二部分:组别代号:
第一字母 S:三相三线 T:三相四线 X:无功 B:标准 Z:最高需量 D:单相
第二字母F:复费率表 S:全电子式 D:多功能 Y:预付费
第三部分:设计序号:阿拉伯数字
第四部分:改进序号:用小写的汉语拼音字母表示
第五部分:派生号 T:湿热和干热两用 TH:湿热带用 G:高原用 H:一般用 F:化工防腐用;K:开关板式 J:带接收器的脉冲电能表
还标有①或②的标志,①代表电能表的准确度为1%,或称1级表;②代表电能表的准确度为2%,或称2级表。
还标有产品采用的标准代号、制造厂、商标和出厂编号等。
电能计量单位:
有功电能表kW �6�1 h
无功电能表kvar �6�1 h
字轮计度器窗口(液晶显示窗口):
整数位和小数位不同颜色,中间小数点;各字轮有倍乘系数(无小数点时)多功能表液晶显示有整数位和小数位两位
准确度等级:
相对误差,用置于圆圈内的数字表示
标定电流和额定最大电流:
标定电流(额定电流):标明于表上作为计算负载的基数电流值:I b
额定最大电流:电能表能长期正常工作,误差和温升完全满足要求的最大电流值:Imax
额定电压:
单相电能表标注: 220V
三相表有三种标注法:
a.直接接入式三相三线:3×380V
b.直接接入式三相四线:3×380/220V
电能表常数:电能表记录的电能与转盘转数或脉冲数之间关系的比例数: r/kWh; imp/kWh
额定频率:50Hz
发展 随着我国经济的飞速发展,各行各业对电的需求越来越大,不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾,调节负荷曲线,改善用电量不均衡的现象,全面实行峰、平、谷分时电价制度,“削峰填谷”,提高全国的用电效率,合理利用电力资源,国内部分省市的电力部门已开始逐步推出了多费率电能表,对用户的用电量分时计费。1995年4月,由国家计委、国家经贸委和电力工业部联合在上海召开的全国计划用电工作会议上决定,用3~4年时间,在全国各大电网内,有计划、分步骤全面推行峰谷分时电价制度。总目标是各网转移高峰电力 10~15%,全国实现转移高峰电力 1000~2000万千瓦,推行的范围不仅是工业、商业用户,而且对非工业、农业用电也要逐步实行。在有条件的地区,即已经实行一户一表的居民用电区,也将有计划的开发低谷用电,实行峰谷电价,以提高电能利用率,提高居民的用电质量。对电力用户采用不同时段和不同计费标准。鼓励低谷时段的电力消费。
1980年,河南地区首先提出了按峰、谷时间分段计量电能,以经济手段促进合理、均衡、科学用电的建议,继而开始进行了试点,通过几年实践,初步摸索了一些有参考价值的经验。随后,山西省利用简易设备先后在一部分用电单位进行了联合试点。1982~1985年,全国许多省市和地区也相继实行了电能分时计量及与此相适应的新的收费制度,并取得了非常大的成效。一些大的电网局也把它作为技术改进的重要内容和开展科学用电的重要措施之一。至此,我国己跨进了用多种电价作为辅助管理手段和控制用电负荷的国家行列。
早期主产的第一代石英钟控分时电能表。这种电能表通过导线连接石英钟各种不同时段来分别驱动峰、谷电磁计数器,分别显示出峰、谷电量及总电量,按总电量扣除峰、谷电量即为平常时段电量。由于这种分时计费电能表的可靠性较差。计时分段精度太低(最小分割为5min),易受干扰,时段调整也比较麻烦,使用功能单一,不能适应分时计费中的一些特殊要求,目前已基本淘汰停用。
第二代机电一体化结构的分时电能表。这种电能表采用1.0级感应系电能表机芯为基础,采用红外光电变换器,脉冲输出和中央处理器(CPU),单片机电路,使用附带的键盘编程或者红外无线键盘来进行各种需求量、时钟、时段、双休日的设定,可保护本月最大需求量、上月最大需求量和本月峰、平、谷最大需求量显示及存储。带有脉冲输出及RS-232串行通信口,便于数据远程传送与监控。仪表性能比较精密可靠,功能可满足我国现阶段分时计费需求,生产工艺比较成熟,价格具有竞争力,是目前国内应用最为广泛的一代产品。但是美中不足的是各生产厂家均为自行开发专用单片机,存在产品兼容性差,维修困难的缺点。这一系列产品常见的有DF68、DF93、DTF33、DF86、 DSF20、DIF-2、DF32、DTF864MRZ、DSD66等。
原理及应用 电能表的工作原理是:当把电能表接入被测电路时,电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过,这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通;交变磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流;涡流又在磁场中受到力的作用,从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大,通过电流线圈的电流越大,铝盘中感应出的涡流也越大,使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大,转矩也越大,铝盘转动也就越快。铝盘转动时,又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用,制动力矩与主动力矩方向相反;制动力矩的大小与铝盘的转速成正比,铝盘转动得越快,制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时,铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时,带动计数器,把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
按原理划分,电能表分为感应式和电子式两大类:
感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩,推动铝制圆盘转动,圆盘的轴(蜗杆)带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动,转动的过程即是时间量累积的过程。因此感应式电能表的好处就是直观、动态连续、停电不丢数据。
感应式电能表对工艺要求高,材料涉及广泛,有金属、塑料、宝石、玻璃、稀土等等,对此,产品的相关材料标准都有明确的规定和要求,用低价的劣质材料代替标准规格的材料是影响电能表产品质量的主要问题之一,因此像大多数商品一样,价格过低的商品不会有好的质量保证。
感应式电能表的生产工艺复杂,但早已成熟和稳定,工装器具也全面配套。生产环境对温度、湿度和空气净化度的要求较高。近十余年来在杭州、宁波、温州等地发展形成的电能表的材料和零部件市场具有相当的规模,形成鲜明的中国集约化大生产的特色,这也是那里生产的电能表在市场上具有价格优势的主要因素之一。
电子式电能表运用模拟或数字电路得到电压和电流向量的乘积,然后通过模拟或数字电路实现电能计量功能。由于应用了数字技术,分时计费电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表纷纷登场,进一步满足了科学用电、合理用电的需求。
电子式电能表在江苏、浙江、深圳一带的产量较高,这与电子产品集中在这一地区是一致的,也正是由于材料和零部件市场条件优越的原因,形成价格的竞争力。
目前从总体来看,感应式电能表与电子式电能表相比,感应式电能表生产的数量为多。但电子式电能表的产量有明显上升的趋势。2.按测量电能的准确度等级划分,一般有1级和2级表:1级表示电能表的误差不超过±1%;2级表示电能表的误差不超过±2%3.按附加功能划分,有多费率电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表、载波电能表等:多费率电能表或称分时电能表、复费率表,俗称峰谷表,是近年来为适应峰谷分时电价的需要而提供的一种计量手段。它可按预定的峰、谷、平时段的划分,分别计量高峰、低谷、平段的用电量,从而对不同时段的用电量采用不同的电价,发挥电价的调节作用,鼓励用电客户调整用电负荷,移峰填谷,合理使用电力资源,充分挖掘发、供、用电设备的潜力。属电子式或机电式电能表;预付费电能表俗称卡表。用IC卡预购电,将IC卡插入表中可控制按费用电,防止拖欠电费。属电子式或机电式电能表;多用户电能表一只表可供多个用户使用,对每个用户独立计费,因此可达到节省资源,并便于管理的目的,还利于远程自动集中抄表。属电子式电能表;多功能电能表集多项功能于一身。属电子式电能表;载波电能表利用电力载波技术,用于远程自动集中抄表。属电子式电能表。
使用 使用电能表时要注意,在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下,电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下,电能表不能直接接入线路,需配合电压互感器或电流互感器使用。对于直接接入线路的电能表,要根据负载电压和电流选择合适规格的,使电能表的额定电压和额定电流,等于或稍大于负载的电压或电流。另外,负载的用电量要在电能表额定值的10%以上,否则计量不准。甚至有时根本带不动铝盘转动。所以电能表不能选得太大。若选得太小也容易烧坏电能表。
供应商
电表,ic卡电表等相关产品。
电表的选购与保养:
根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988电能表标有两个电流值,如10(20)A。这里所标10A为基本电流(basic current),符号 ,是确定仪表有关特性的电流值,也称此电流值为标定电流。括号内所标(20)A为额定最大电流(rated maximum current),符号,为仪表能满足标准规定的准确度的最大电流值。通过电能表的电流可高达基本电流的2~8倍,达不到2倍表上只标基本电流值。也就是说,如果某用户所装电能表只标有一个电流值,如5A,这只是基本电流值,并非允许通过的最大电流。对于这种电能表一般可以超载到120%也不会发生问题,而且能满足电能表的准确测量。另一方面,感应系电能表由于其转动机构阻力较大,按标准规定起动电流不能低于基本电流的0.5%(准确度为级的电能表),可见电能表轻载到基本电流的0.5%以下时可能无法起动。
在我国家庭住宅供电线路电压是220V,频率是50Hz,所选电能表的额定电压和适用频率应与此线路电压、频率一致,也应是220V,50Hz。
选择电能表时,电流值选择最重要,也最复杂。其一是起动电流,即能够使转盘连续转动的最小电流;其二是最大额定电流相对基本电流 的倍数。另外,老式表和新式表在性能方面有差异。目前老住宅仍在使用的旧式电能表,起动电流比较大,一般为(5%~10%);最大额定电流小,一般≤2 ,在表盘的盘面上只标一个电流值,且笼统地称为额定电流。所以在旧电工手册中指出,使用时负载电路的电流应大于额定电流的10%,小于120%或小于125%。根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988生产的电能表,新建住宅中使用的电能表起动电流小,对于级表来说为0.5% ;最大额定电流大,一般最大额定电流 为(2~4) ,有的可达(6~8)。在新电能表表盘的盘面上标有两个电流值,如5(20A),选用这个电能表时一方面要注意负载最小电流不能低于起动电流,即0.5%×≥5A=0.025A;另一方面长期使用的电流表值不能高于最大额定电流值20A。选择电能表时,应考虑到进入家庭的各种电器日益增多,要留有余量,也要合理适度,因为倍数越大的表价钱越高。
括号前的电流值10叫标定电流,是作为计算负载基数电流值的,括号内的电流20叫额定最大电流,是能使电能表长期正常工作,而误差与温升完全满足规定要求的最大电流值。 根据规程要求,直接接入式的电能表,其标定电流应根据额定最大电流和过载倍数来确定,其中,额定最大电流应按经核准的客户报装负荷容量来确定;过载倍数,对正常运行中的电能表实际负荷电流达到最大额定电流的30%以上的,宜取2倍表;实际负荷电流低于30%的,应取4倍表。
电能表铭牌电流5(10)a、10(20)a、5(20)a什么意思?有什么区别?
括号前的电流值叫标定电流,是作为计算负载基数电流值的,括号内的电流叫额定最大电流,是能使电能表长期正常工作,而误差与温升完全满足规定要求的最大电流值。
根据规程要求,直接接入式的电能表,其标定电流应根据额定最大电流和过载倍数来确定,其中,额定最大电流应按经核准的客户报装负荷容量来确定;过载倍数,对正常运行中的电能表实际负荷电流达到最大额定电流的30%以上的,宜取2倍表;实际负荷电流低于30%的,应取4倍表。居民配表时一般都放宽一倍,满足居民在一定时期内用电自然增长的需要,申请10a就配最大额定电流20a的表,考虑居民用电负荷随季节性变化比较大,为了计量准确现在都选用4倍表即5(20)a。
上述意思就是5(10)a的表比10(20)a和5(20)a最大允许使用电流小一倍,5(20)a的表和10(20)a的表最大允许使用电流是一样的,但轻负载的时候5(20)a的表计量更准确。
1、1.5是电度表的标定电流,6A为表的额定最大电流,6/1.5=4为表的倍数,指的是你这个表是4倍表。
2、规程规定“经电流互感器接入的电能表,其标定电流宜不超过电流互感器额定二次电流的30%,其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120%左右”?TA二次电流已标准化为5A,那么它的30%就是1.5 A,其额定最大电流值就是6A。
这就是1.5和6A的由来。
3、规程规定“为提高低负荷计量的准确性,应选用过载4倍及以上的电能表”,所以,2倍与4倍区别在于低负荷计量的准确性。
4、电表一般使用寿命为6年,按照国家规定每六年电表要进行一次检验、调教、更换等步骤,以保证用电安全。
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