حقل كهرومغناطيسي. عرض تقديمي عن موضوع: "المجال الكهرومغناطيسي" عرض تقديمي عن موضوع المجالات الكهرومغناطيسية

خطة الدرس

• 1. استطلاع حول موضوع "الحصول على التيار المتردد"
• 2. المجال الكهرومغناطيسي.
• 3. الموجات الكهرومغناطيسية.
• 4. التوحيد.
• 5. الواجبات المنزلية
• المصادر المستخدمة
• www.College.ru
• صور من الانترنت.
• إيه في بيريشكين. الفيزياء-9.

• مايكل فارادي
• (1791-1867)
• الحث الكهرومغناطيسي

• جيمس كلارك ماكسويل
• (1831-1879)
• حقل كهرومغناطيسي

• يحدث التيار الكهربائي في وجود مجال كهربائي.
• وإذا قمت بإزالة الموصل، فهل سيبقى الحقل؟
• ما هذا المجال؟
• الكهربائية، دوامة.

• أي تغير في المجال المغناطيسي مع مرور الوقت يؤدي إلى ظهور مجال كهربائي متناوب، وأي تغيير في المجال الكهربائي مع مرور الوقت يؤدي إلى ظهور مجال مغناطيسي متناوب.

• هاينريش رودولف هيرتز
• (1857-1894)
• أثبت تجريبياً وجود E M V

• ألكسندر ستيبانوفيتش بوبوف (1859-1906)
• يستخدم E M V للاتصالات

• وهو مجال كهرومغناطيسي ينتشر في الفضاء بسرعة محدودة حسب خصائص الوسط.
• ومصدر الموجات الكهرومغناطيسية هو تحريك الشحنات الكهربائية المتسارعة.

• يتم تفسير ظهور الموجة الكهرومغناطيسية من خلال الحركة المتسارعة للجسيم المشحون

• تكون تذبذبات الشحنات الكهربائية مصحوبة بإشعاع كهرومغناطيسي له تردد يساوي تردد تذبذبات الشحنة.

• - الانتشار ليس فقط في المادة، ولكن أيضًا في الفراغ؛ - تنتشر في الفراغ بسرعة الضوء
• (ج = 300000 كم/ثانية)؛ - هذه موجات عرضية؛ - هذه موجات متنقلة (تنقل الطاقة).

• كل الفضاء من حولنا يتخلله الإشعاع الكهرومغناطيسي. تبعث الشمس والأجسام المحيطة بنا وهوائيات الإرسال موجات كهرومغناطيسية، والتي لها أسماء مختلفة اعتمادًا على تردد تذبذبها.
• موجات الراديو هي موجات كهرومغناطيسية (يتراوح طولها الموجي من أكثر من 10000 م إلى 0.005 م)، تستخدم لنقل الإشارات (المعلومات) عبر مسافة دون أسلاك.

• في الاتصالات الراديوية، يتم إنشاء موجات الراديو بواسطة تيارات عالية التردد تتدفق في الهوائي. تنتقل موجات الراديو ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف.

• يُطلق على الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يقل طوله الموجي أقل من 0.005 متر ولكن أكبر من 770 نانومتر، أي الواقع بين نطاق موجة الراديو ونطاق الضوء المرئي، الأشعة تحت الحمراء (IR). تنبعث الأشعة تحت الحمراء من أي جسم ساخن. مصادر الأشعة تحت الحمراء هي المواقد، ومشعات تسخين المياه، والمصابيح الكهربائية المتوهجة. وبمساعدة أجهزة خاصة، يمكن تحويل الأشعة تحت الحمراء إلى ضوء مرئي ويمكن الحصول على صور للأجسام الساخنة في الظلام الدامس. يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لتجفيف المنتجات المطلية وجدران البناء والخشب.

• يشمل الضوء المرئي إشعاعًا يبلغ طوله الموجي ما يقرب من 770 نانومتر إلى 380 نانومتر، من الضوء الأحمر إلى الضوء البنفسجي. إن أهمية هذا الجزء من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي في حياة الإنسان كبيرة للغاية، حيث يتلقى الشخص جميع المعلومات تقريبًا عن العالم من حوله من خلال الرؤية. يعد الضوء شرطًا أساسيًا لتطور النباتات الخضراء وبالتالي شرطًا ضروريًا لوجود الحياة على الأرض.

• يُطلق على الإشعاع الكهرومغناطيسي غير المرئي بالعين والذي يبلغ طوله الموجي أقصر من الضوء البنفسجي اسم الأشعة فوق البنفسجية (UV). يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تقتل البكتيريا المسببة للأمراض، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في الطب. تسبب الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في ضوء الشمس عمليات بيولوجية تؤدي إلى تغميق جلد الإنسان - الدباغة. تستخدم مصابيح تفريغ الغاز كمصادر للأشعة فوق البنفسجية في الطب. أنابيب هذه المصابيح مصنوعة من الكوارتز الشفاف للأشعة فوق البنفسجية. ولهذا السبب تسمى هذه المصابيح بمصابيح الكوارتز.

• غير مرئية للعين. فهي تمر دون امتصاص كبير عبر طبقات كبيرة من المادة غير شفافة للضوء المرئي. يتم الكشف عن الأشعة السينية من خلال قدرتها على إحداث توهج معين في بلورات معينة والتأثير على فيلم فوتوغرافي. تُستخدم قدرة الأشعة السينية على اختراق طبقات سميكة من المادة لتشخيص أمراض الأعضاء الداخلية للإنسان.

• في التكنولوجيا، تُستخدم الأشعة السينية للتحكم في البنية الداخلية لمختلف المنتجات واللحامات. للأشعة السينية تأثيرات بيولوجية قوية وتستخدم لعلاج بعض الأمراض.

• إشعاع جاما هو الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من النوى المثارة والناتج عن تفاعل الجسيمات الأولية.

• هل تعرف؟
• في المراقص يستخدمون مصابيح الأشعة فوق البنفسجية، والتي بموجبها تبدأ المادة الخفيفة في التوهج. هذا الإشعاع آمن نسبيًا للحيوانات والنباتات. تتطلب مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة في الدباغة الاصطناعية وفي الطب حماية العين، لأنها قد يسبب فقدان مؤقت للرؤية. الأشعة فوق البنفسجية - المصابيح المبيدة للجراثيم المستخدمة لتطهير المباني لها تأثير مسرطن على الجلد وتحرق أوراق النبات.
• جسم الإنسان هو أيضًا مصدر للمجالات الكهربائية والمغناطيسية. كل عضو له مجالات كهرومغناطيسية خاصة به. طوال الحياة، يتغير مجال الشخص باستمرار. الجهاز الأكثر تقدمًا لتحديد المجالات الكهرومغناطيسية البشرية هو مخطط الدماغ. فهو يسمح لك بقياس المجال بدقة في نقاط مختلفة حول الرأس، ومن خلال هذه البيانات، يمكنك استعادة توزيع النشاط الكهربائي في القشرة الدماغية. بمساعدة مخطط الدماغ، يقوم الأطباء بتشخيص العديد من الأمراض.

• في أي حالة تظهر الموجة الكهرومغناطيسية في الفضاء؟
• 1. يتدفق تيار مباشر عبر الموصل.
• 2. يتحرك جسيم مشحون في خط مستقيم وبسرعة متغيرة.
• 3. يتحرك الجسيم المشحون بشكل منتظم ومستقيم.
• 4. يقع المغناطيس على حامل فولاذي.

• تختلف موجات EM عن الموجات الصوتية
• 1. لا يوجد انعكاس للموجات من حدود الوسطين.
• 2. الانتشار في الفراغ.
• 3. الفترة.
• 4. الطول الموجي.

• من تنبأ بوجود الموجات الكهرومغناطيسية؟
• 1. هـ. أورستد
• 2. م. فاراداي
• 3. جي سي ماكسويل
• 4. جي هيرتز

• ترتيب سلسلة الموجات بتردد تصاعدي:
• 1. الأشعة فوق البنفسجية.
• 2. الأشعة تحت الحمراء
• 3. الأشعة السينية.
• 4. الضوء المرئي.

• § 51، 52
• الإجابة على الأسئلة.
• قم بتأليف 2-3 أسئلة على النص مع اختيار الإجابات.
• تعلم التعاريف.

شريحة 1

الشريحة 2

الشريحة 3

الشريحة 4

الشريحة 5

الشريحة 6

الشريحة 7

نوع الدرس:درس في إتقان المعرفة بناءً على المعرفة الموجودة (مع عناصر التعميم والتنظيم).

أهداف الدرس:

التعليمية: تكرار وتعميم معرفة الطلاب حول المجالات الكهربائية والمغناطيسية؛ تقديم مفهوم المجال الكهرومغناطيسي. لتكوين فكرة لدى الطلاب عن المجالات الكهربائية والمغناطيسية ككل - مجال كهرومغناطيسي واحد.

• النامية : تفعيل النشاط العقلي (بالمقارنة)؛ تنمية مهارات المقارنة وتحديد الأنماط والتعميم والتفكير المنطقي.
• التعليمية : تنمية القدرة على التغلب على الصعوبات، والاستماع إلى المعارضين، والدفاع عن وجهة نظرك، واحترام الآخرين.

أشكال تنظيم الأنشطة التعليمية:أمامي، فردي.

طرق التدريس:بحث جزئي (المحادثة الإرشادية)، تدريس البرمجة (طرح الأسئلة)، الطريقة العنقودية، الدرس مصحوب بعرض توضيحي

وسائل التعليم:جهاز عرض، جهاز كمبيوتر.

أنواع السيطرة:التحكم النهائي بناءً على نتائج النشاط في الدرس.

خطة الدرس

1. تنظيم بداية الدرس.

1. تحديث وتلخيص المعرفة
2. تعلم مواد جديدة.

4. توحيد المعرفة والمهارات والقدرات. طريقة الكتلة

1. العمل في المنزل.
2. الانعكاس والتصنيف.

خلال الفصول الدراسية

أنا.تنظيم بداية الدرس.

شريحة 1 موضوع الدرس

مبررات أهمية الموضوع محل الدراسة لقد قمنا بدراسة الظواهر الكهربائية والمغناطيسية لفترة طويلة. لقد حان الوقت لتلخيص جميع المعلومات التي تلقيناها وتنظيمها قدر الإمكان والنظر في الظواهر الكهرومغناطيسية المختلفة من وجهة نظر وحدتها وعموميتها.

التعبير عن الأهداف وخطة الدرس

ثانيا. تحديث وتلخيص المعرفة

الشريحة 2 العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية

كيف تم تفسير المجالات المغناطيسية والكهربائية حتى بداية القرن التاسع عشر؟ هل نشأت علاقة بينهما أم تم النظر إليهما على أنهما ظاهرتان مستقلتان تمامًا؟

من فضلك تذكر ما هي الظواهر التي تشير إلى العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية؟

من هم العلماء الذين ساهموا في تطوير نظرية العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية؟

الشريحة 3صورة أورستد

الشريحة 4 تجربة أورستد

اشرح جوهر تجربة أورستد الموضحة في الشكل؟

ما الذي نجح أورستد في تحقيقه؟

الشريحة 5 صورة لأمبير

الشريحة 6 قانون أمبير

ما هو مبين في الصورة؟ (تأثير المجال المغناطيسي على موصل يحمل تيارا)

ما العوامل التي تحدد القوة المؤثرة على موصل يحمل تيارًا موضوعًا في مجال مغناطيسي؟

كيفية تحديد اتجاه هذه القوة؟

صياغة قانون أمبير.

كيف سيتفاعل موصلان يحملان التيار؟ (الشكل 2 على الشريحة)

لنتذكر ما هي الفرضية التي طرحها أمبير لتفسير الخواص المغناطيسية للأجسام؟

الشريحة 7 صورة فاراداي

الشريحة 8 الحث الكهرومغناطيسي

ما هي الظاهرة التي تمكن فاراداي من ملاحظتها؟ ما هو جوهر التجارب التي أجراها؟ (اشرح بناءً على الرسم البياني الموضح في الشريحة)

ما هي الطريقة الأخرى التي يمكن من خلالها ملاحظة ظهور التيار المستحث؟ (الشكل 2 على الشريحة)

ما هي النتيجة التي توصل إليها فاراداي من تجاربه؟

دعونا نصوغ جوهر ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

الشريحة 9 تلخيص وتلخيص

ما هي الاستنتاجات العامة التي يمكن استخلاصها بناءً على الاكتشافات الثلاثة العظيمة في القرن التاسع عشر؟ كيف ترتبط الكهرباء والمغناطيسية؟

لذلك، بحلول منتصف القرن التاسع عشر. كان معروفا:

1. يولد التيار الكهربائي (الشحنات المتحركة) مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه.
2. المجال المغناطيسي الثابت له تأثير توجيهي على الموصل الحامل للتيار (والشحنات المتحركة، على التوالي)
3. يمكن للمجال المغناطيسي المتناوب أن يولد تيارًا كهربائيًا (أي يتسبب في تحرك الجسيمات المشحونة في اتجاه اتجاهي عبر مجال كهربائي)

وتساءل أحد الاسكتلنديين (استخدم الأسئلة الإرشادية لمحاولة جذب الطلاب إلى نفس الفكرة):

إذا كان المجال المغناطيسي المتناوب يولد مجالًا كهربائيًا، أليس هناك عملية عكسية في الطبيعة؟ ألا يولد المجال الكهربائي بدوره مجالاً مغناطيسياً؟?

ثالثا. تعلم مواد جديدة.(مصحوبة بأسئلة إرشادية ومحادثة إرشادية)

الشريحة 10 صورة لماكسويل

الشريحة 11 فرضية ماكسويل

ما الذي يمكن افتراضه بناءً على ما سبق؟ ماذا سيحدث عندما يكون لدينا مجال مغناطيسي متغير (فرضية وضعها ماكسويل)؟

فرضية ماكسويل: كلما تغير المجال الكهربائي مع مرور الوقت، فإنه ينتج مجالا مغناطيسيا.

ويجب تأكيد الفرضية بالتجربة.

كيف يمكن الحصول على مجال كهربائي متناوب؟

الشكل 1. المجال الكهربائي للمكثف.

عند شحن مكثف، يوجد مجال كهربائي متغير في الفراغ بين اللوحين .

دعونا نفكر في الشكل الذي قد يبدو عليه المجال المغناطيسي الناتج عن مجال كهربائي متناوب؟ (لهذا يمكننا أن نتذكر ونرسم تشبيهًا بالمجال المغناطيسي الناتج عن موصل به تيار)

الشكل 2. المجال الكهربائي المتغير يولد مجالًا مغناطيسيًا دواميًا

يخلق المجال الكهربائي المتغير نفس المجال المغناطيسي كما لو كان هناك تيار كهربائي بين ألواح المكثف.

الشريحة 12 اتجاه ناقل الحث المغناطيسي B:

تغطي خطوط الحث المغناطيسي للمجال المغناطيسي المتولد خطوط شدة المجال الكهربائي.

عندما تزداد شدة المجال الكهربائي، يشكل اتجاه ناقل الحث المغناطيسي المسمار الأيمن مع اتجاه المتجه E. وعندما يتناقص، فإنه يشكل المسمار الأيسر ( رسم توضيحي) .

وعندما يتغير المجال المغناطيسي تكون الصورة مشابهة ( رسم توضيحي) .

ما الاستنتاج الذي يوحي به هذا؟

الشريحة 13 اشتقاق ماكسويل

الحقول لا توجد بشكل منفصل، بشكل مستقل عن بعضها البعض.

من المستحيل إنشاء مجال مغناطيسي متناوب دون إنشاء مجال كهربائي في الفضاء في نفس الوقت. والعكس صحيح،

لا يوجد مجال كهربائي متناوب بدون مجال مغناطيسي.

المجالات الكهربائية والمغناطيسية هي مظهر من مظاهر كل واحد - حقل كهرومغناطيسي.

ولا يقل أهمية عن ذلك حقيقة أن المجال الكهربائي بدون مجال مغناطيسي، والعكس صحيح، لا يمكن أن يوجد إلا فيما يتعلق بأطر مرجعية معينة.

وبالتالي، فإن الشحنة الساكنة تخلق مجالًا كهربائيًا فقط. لكن الشحنة تكون في حالة سكون فقط بالنسبة إلى نظام مرجعي معين، وبالنسبة إلى نظام مرجعي آخر فإنها ستتحرك، وبالتالي تنشئ مجالًا مغناطيسيًا.

الشريحة 14 تعريف المجال الكهرومغناطيسي

حقل كهرومغناطيسي– شكل خاص من المادة يحدث من خلاله التفاعل بين الجسيمات المشحونة كهربائياً.

يتميز المجال الكهرومغناطيسي في الفراغ بمتجه شدة المجال الكهربائي E والحث المغناطيسي B، اللذين يحددان القوى المؤثرة من المجال على الجسيمات المشحونة الثابتة والمتحركة.

الشريحة 15 خاتمة

في عام 1864، أنشأ جي ماكسويل نظرية المجال الكهرومغناطيسيوالتي بموجبها توجد المجالات الكهربائية والمغناطيسية كمكونات مترابطة لكل واحد - المجال الكهرومغناطيسي.

هذه النظرية مع أعزبوأوضح وجهة نظر نتائج جميع الدراسات السابقة في مجال الديناميكا الكهربائية

رابعا. توحيد المعرفة والمهارات والقدرات. طريقة الكتلة

الكلمة الدلالية “المجال الكهرومغناطيسي”

الخامس. العمل في المنزل: § 17

السادس. الانعكاس والتصنيف.

مقياس الموجات الكهرومغناطيسية

مصادر المجالات الكهرومغناطيسية

مصادر السجلات الطبية الإلكترونية

f=3300 هرتز (الترددات الصناعية)

خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي، وأنظمة الأسلاك الكهربائية، ومحطات المحولات الفرعية، والمفاتيح الكهربائية.

أجهزة الحماية والأتمتة، والسكك الحديدية والنقل الحضري (المترو، الترولي باص، الترام، المعدات المكتبية)، إلخ.

f=60 كيلو هرتز 300 جيجا هرتز (ترددات الراديو)

عناصر التركيبات عالية التردد (المحاثات والمحولات والمكثفات) ،

أنابيب أشعة الكاثود، ومحطات الرادار، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية، والهواتف المحمولة، والمنشآت الطبية، وما إلى ذلك.

حقل كهرومغناطيسي

إي بي ه

ب – الممانعة المميزة

وسط موصل، أوم (للفراغ والهواء = 377 أوم)

E – شدة EF، V/m N – شدة MF، A/m

كثافة تدفق الطاقة (PED) – متوسط ​​الطاقة التي تنتقل بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية خلال 1 ثانية عبر مساحة 1 م 2 ، عمودي على حركة الموجة، W/m 2 .

ف ف 2 ه 2 ه ه

4 ص 377

P - قوة المولد، W r - المسافة إلى المولد،

مناطق تكوين الموجات الكهرومغناطيسية

I. بالقرب من (منطقة الحث)

تأثير EMF على جسم الإنسان

التأثير الحراري

التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية

العوامل الرئيسية المؤثرة على درجة التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية:

1. نطاق التردد f، هرتز (أو،، م).

2. شدة التأثيره، ح، ف؛

3. مدة التعرض، ح؛

4. طبيعة وطريقة التشعيع.

5. حجم السطح المشعع.

6. وجود العوامل المصاحبة (زيادة درجة الحرارة المحيطة، وجود الأشعة السينية، وما إلى ذلك)؛

7. خصائص الجسم

بيولوجي

تأثير

تدابير الحماية EMP

تطبيع معلمات EMF

الوثائق التنظيمية الرئيسية:

غوست 12.1.002-84 إس إس بي تي. المجالات الكهربائية ذات التردد الصناعي. مستويات التوتر المسموح بها ومتطلبات التحكم في أماكن العمل.

SanPiN 2.2.4.1191-03 EMF في الظروف الصناعية.

غوست 12.1.006-84* إس إس بي تي. المجالات الكهرومغناطيسية للترددات الراديوية. المستويات المسموح بها في أماكن العمل ومتطلبات المراقبة.

توحيد المجالات الكهرومغناطيسية

1. التردد الصناعي f = 3–300 هرتز

(غوست 12.1.002-84 وسانبين 2.2.4.1191-03)

وقت الإقامة الفعلي: = (E)

البقاء في قسم الطوارئ أثناء التوتر:

يُسمح بـ ≥5 كيلو فولت / م طوال يوم العمل.

5 كيلو فولت/م

50 ه 2

20 كيلو فولت/م

عند الجهد الكهربي > 25 كيلو فولت/م، لا يُسمح بالبقاء دون استخدام معدات الحماية

توحيد المجالات الكهرومغناطيسية

2. نطاق التردد اللاسلكي f = 60 كيلو هرتز - 300 ميجا هرتز (HF وUHF)

(غوست 12.1.006-84* وسانبين 2.2.4.1191-03)

شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي:

EN E، EN N، – الحد الأقصى المسموح به لقيم حمل الطاقة وفقًا لـ

المكونات الكهربائية والمغناطيسية للمجال، [(V/m)2 ·h] و[(A/m)2 ·h] محددة في جدول حسب التردد.

3. نطاق التردد اللاسلكي f = 300ميجا هرتز – 300 جيجا هرتز (الميكروويف)

كثافة تدفق الطاقة المسموح بها

ف أون س

إضافي

ENq - القيمة القصوى المسموح بها لحمل الطاقة وفقًا لـ PES [(W/m)2 h] ENq =2 (W/m)2 h

وبغض النظر عن وقت التعرض أثناء نوبة العمل، يجب ألا تتجاوز قيمة q 10 واط/م2

تدابير الحماية التنظيمية

التدريب والتدريب للعمل مع مصادر المجالات الكهرومغناطيسية؛

عدم السماح للأشخاص الذين تقل أعمارهم عن 18 عامًا والنساء الحوامل بالعمل مع مصادر المجالات الكهرومغناطيسية؛

الفحوصات الطبية (الأولية عند الدخول للعمل والدورية)

الصيانة المنظمة للمنشآت (عمليات التفتيش الدورية، جدول إصلاح المعدات)؛

نظام العمل المنظم (تحديد الوقت الذي يقضيه في المنطقة المتضررة - حماية الوقت)؛

يضيف. الإجازات، وتخفيض ساعات العمل