Campo electromagnetico. Presentación sobre el tema: "Campo electromagnético" Presentación sobre el tema campos electromagnéticos.

Plan de estudios

• 1. Encuesta sobre el tema "Obtener corriente alterna"
• 2. Campo electromagnético.
• 3. Ondas electromagnéticas.
• 4. Consolidación.
• 5. Tarea
• Fuentes utilizadas
• www.college.ru
• Imágenes de Internet.
• A. V. Peryshkin. Física-9.

• Michael Faraday
• (1791-1867)
• Inducción electromagnética

• James Clark Maxwell
• (1831-1879)
• Campo electromagnetico

• La corriente eléctrica ocurre en presencia de un campo eléctrico.
• Y si quitas el conductor, ¿permanecerá el campo?
• ¿Qué campo es este?
• Eléctrico, vórtice.

• Cualquier cambio en el campo magnético a lo largo del tiempo da lugar a un campo eléctrico alterno, y cualquier cambio en el campo eléctrico a lo largo del tiempo da lugar a un campo magnético alterno.

• Heinrich Rudolf Hertz
• (1857-1894)
• Probada experimentalmente la existencia de E M V.

• Alejandro Stepánovich Popov (1859-1906)
• E M V usado para comunicación.

• Se trata de un campo electromagnético que se propaga en el espacio con una velocidad finita que depende de las propiedades del medio.
• La fuente de ondas electromagnéticas son cargas eléctricas en movimiento aceleradas.

• La aparición de una onda electromagnética se explica por el movimiento acelerado de una partícula cargada.

• Las oscilaciones de cargas eléctricas van acompañadas de radiación electromagnética que tiene una frecuencia igual a la frecuencia de las oscilaciones de carga.

• - propagarse no sólo en la materia, sino también en el vacío; - se propagan en el vacío a la velocidad de la luz
• (C = 300.000 km/s); - son ondas transversales; - Estas son ondas viajeras (transferencia de energía).

• Todo el espacio que nos rodea está impregnado de radiación electromagnética. El Sol, los cuerpos que nos rodean y las antenas transmisoras emiten ondas electromagnéticas que, según su frecuencia de oscilación, reciben diferentes nombres.
• Las ondas de radio son ondas electromagnéticas (con una longitud de onda de más de 10000 ma 0,005 m) que se utilizan para transmitir señales (información) a distancia sin cables.

• En las comunicaciones por radio, las ondas de radio se crean mediante corrientes de alta frecuencia que fluyen en una antena. Las ondas de radio de diferentes longitudes de onda viajan de manera diferente.

• La radiación electromagnética con una longitud de onda inferior a 0,005 m pero superior a 770 nm, es decir, entre el rango de las ondas de radio y el rango de la luz visible, se denomina radiación infrarroja (IR). Cualquier cuerpo calentado emite radiación infrarroja. Las fuentes de radiación infrarroja son las estufas, los radiadores para calentar agua y las lámparas eléctricas incandescentes. Utilizando dispositivos especiales, la radiación infrarroja se puede convertir en luz visible y se pueden obtener imágenes de objetos calentados en completa oscuridad. La radiación infrarroja se utiliza para secar productos pintados, paredes de construcción y madera.

• La luz visible incluye radiación con una longitud de onda de aproximadamente 770 nm a 380 nm, desde la luz roja hasta la violeta. La importancia de esta parte del espectro de radiación electromagnética en la vida humana es extremadamente grande, ya que una persona recibe casi toda la información sobre el mundo que la rodea a través de la visión. La luz es un requisito previo para el desarrollo de las plantas verdes y, por tanto, una condición necesaria para la existencia de vida en la Tierra.

• Invisible para el ojo, la radiación electromagnética con una longitud de onda más corta que la de la luz violeta se llama radiación ultravioleta (UV). La radiación ultravioleta puede matar bacterias patógenas, por lo que se usa ampliamente en medicina. La radiación ultravioleta en la composición de la luz solar provoca procesos biológicos que conducen al oscurecimiento de la piel humana: el bronceado. Las lámparas de descarga de gas se utilizan como fuente de radiación ultravioleta en medicina. Los tubos de estas lámparas están hechos de cuarzo, transparente a los rayos ultravioleta; Por eso estas lámparas se llaman lámparas de cuarzo.

• invisible al ojo. Pasan sin una absorción significativa a través de importantes capas de materia que son opacas a la luz visible. Los rayos X se detectan por su capacidad de provocar un cierto brillo en determinados cristales y actuar sobre la película fotográfica. La capacidad de los rayos X para penetrar capas gruesas de materia se utiliza para diagnosticar enfermedades de los órganos internos humanos.

• En tecnología, los rayos X se utilizan para controlar la estructura interna de diversos productos y soldaduras. Los rayos X tienen fuertes efectos biológicos y se utilizan para tratar determinadas enfermedades.

• La radiación gamma es una radiación electromagnética emitida por núcleos excitados y resultante de la interacción de partículas elementales.

• ¿SABES?
• En las discotecas se utilizan lámparas ultravioleta, bajo las cuales el material luminoso comienza a brillar. Esta radiación es relativamente segura para animales y plantas. Las lámparas UV utilizadas para el bronceado artificial y en medicina requieren protección ocular, porque puede causar pérdida temporal de la visión. UV: las lámparas bactericidas que se utilizan para desinfectar las instalaciones tienen un efecto cancerígeno en la piel y queman las hojas de las plantas.
• El cuerpo humano también es una fuente de campos eléctricos y magnéticos. Cada órgano tiene sus propios campos electromagnéticos. A lo largo de la vida, el campo de una persona cambia constantemente. El dispositivo más avanzado para determinar los campos electromagnéticos humanos es un encefalógrafo. Le permite medir con precisión el campo en diferentes puntos alrededor de la cabeza y, a partir de estos datos, restaurar la distribución de la actividad eléctrica en la corteza cerebral. Con la ayuda de un encefalógrafo, los médicos diagnostican muchas enfermedades.

• ¿En qué caso aparece una onda EM en el espacio?
• 1. Por el conductor circula una corriente continua.
• 2. una partícula cargada se mueve en línea recta con velocidad variable.
• 3. Una partícula cargada se mueve de manera uniforme y rectilínea.
• 4. El imán se apoya sobre un soporte de acero.

• Las ondas EM son diferentes de las ondas sonoras.
• 1. No hay reflejo de ondas en el límite de dos medios.
• 2. Difusión al vacío.
• 3. Punto.
• 4. Longitud de onda.

• ¿Quién predijo la existencia de ondas electromagnéticas?
• 1. H. Oersted
• 2. M. Faraday
• 3. JC Maxwell
• 4. G. Hercios

• Organice la fila de ondas en orden de frecuencia ascendente:
• 1. ultravioleta.
• 2. Radiación infrarroja
• 3. Radiografías.
• 4. Luz visible.

• Artículos 51, 52
• Responde a las preguntas.
• Redacte 2-3 preguntas para el texto con una opción de respuestas.
• Aprenda definiciones.

Diapositiva 1

Diapositiva 2

Diapositiva 3

Diapositiva 4

Diapositiva 5

Diapositiva 6

Diapositiva 7

Tipo de lección: Una lección de dominio del conocimiento a partir del conocimiento existente (con elementos de generalización y sistematización).

Objetivos de la lección:

educativo: repetir y generalizar los conocimientos de los estudiantes sobre campos eléctricos y magnéticos; introducir el concepto de campo electromagnético; formar en los estudiantes una idea de los campos eléctricos y magnéticos como un todo único: un único campo electromagnético.

• desarrollando : activación de la actividad mental (en comparación); desarrollo de habilidades para comparar, identificar patrones, generalizar y pensar lógicamente.
• educativo : cultivar la capacidad de superar dificultades, escuchar a los oponentes, defender su punto de vista, respetar a los demás.

Formas de organización de actividades educativas: frontal, individual.

Métodos de enseñanza: búsqueda parcial ( conversación heurística), enseñanza de la programación (se plantean preguntas), método de cluster, la lección va acompañada de una presentación ilustrativa

Medios de educación: proyector, ordenador.

Tipos de control: control final en función de los resultados de la actividad de la lección.

Plan de estudios

1.Organización del inicio de la lección.

1. Actualización y resumen de conocimientos.
2. Aprender material nuevo.

4. Consolidación de conocimientos, habilidades y habilidades. Método de conglomerado

1. Tarea.
2. Reflexión y calificación.

durante las clases

I.Organización del inicio de la lección.

Diapositiva 1 Tema de la lección

Justificación de la importancia del tema en estudio. Llevamos bastante tiempo estudiando los fenómenos eléctricos y magnéticos. Ha llegado el momento de resumir toda la información que hemos recibido, sistematizarla al máximo y considerar diversos fenómenos electromagnéticos desde el punto de vista de su unidad y generalidad.

Objetivos de expresión y plan de lección.

II. Actualización y resumen de conocimientos.

Diapositiva 2 La relación entre electricidad y magnetismo.

¿Cómo se explicaban los campos magnéticos y eléctricos hasta principios del siglo XIX? ¿Se estableció una relación entre ellos o fueron percibidos como dos fenómenos completamente independientes?

¿Recuerda qué fenómenos indicaron la relación entre la electricidad y el magnetismo?

¿Qué científicos contribuyeron al desarrollo de la teoría de la relación entre electricidad y magnetismo?

Diapositiva 3 Retrato de Oersted

Diapositiva 4 La experiencia de Oersted

¿Explique la esencia del experimento de Oersted representado en la figura?

¿Qué logró establecer Oersted?

Diapositiva 5 Retrato de amperio

Diapositiva 6 ley de amperio

¿Qué se muestra en la imagen? (acción de un campo magnético sobre un conductor que transporta corriente)

¿Qué parámetros determinan la fuerza que actúa sobre un conductor portador de corriente colocado en un campo magnético?

¿Cómo determinar la dirección de esta fuerza?

Formule la ley de Ampere.

¿Cómo interactuarán dos conductores portadores de corriente? (Fig. 2 en diapositiva)

Recordemos qué hipótesis planteó Ampere para explicar las propiedades magnéticas de los cuerpos.

Diapositiva 7 retrato de faraday

Diapositiva 8 Inducción electromagnética

¿Qué fenómeno pudo observar Faraday? ¿Cuál es la esencia de los experimentos que realizó? (explique basándose en el diagrama que se muestra en la diapositiva)

¿De qué otra manera se puede observar la aparición de una corriente inducida? (Fig. 2 en diapositiva)

¿Qué conclusión sacó Faraday de sus experimentos?

Formulemos la esencia del fenómeno de la inducción electromagnética.

Diapositiva 9 Resumiendo y resumiendo

¿Qué conclusiones generales se pueden sacar a partir de los tres grandes descubrimientos del siglo XIX? ¿Cómo se relacionan la electricidad y el magnetismo?

Entonces, a mediados del siglo XIX. se supo:

1. La corriente eléctrica (cargas en movimiento) genera un campo magnético a su alrededor.
2. Un campo magnético constante tiene un efecto de orientación sobre un conductor que transporta corriente (y cargas en movimiento, respectivamente)
3. Un campo magnético alterno es capaz de generar una corriente eléctrica (es decir, hacer que las partículas cargadas se muevan en una dirección dirigida a través de un campo eléctrico).

Y un escocés se preguntó (Utilice preguntas capciosas para intentar que los estudiantes tengan la misma idea):

Si un campo magnético alterno genera un campo eléctrico, ¿no existe entonces un proceso inverso en la naturaleza? ¿No genera el campo eléctrico, a su vez, un campo magnético??

III. Aprender material nuevo.(acompañado de preguntas capciosas, conversación heurística)

Diapositiva 10 retrato de maxwell

Diapositiva 11 la hipótesis de maxwell

¿Qué se puede suponer con base en lo anterior? ¿Qué pasará cuando tengamos un campo magnético cambiante? (una hipótesis hecha por Maxwell)

Hipótesis de Maxwell: siempre que un campo eléctrico cambia con el tiempo, produce un campo magnético.

La hipótesis debe ser confirmada mediante experimentos.

¿Cómo se puede obtener un campo eléctrico alterno?

Figura 1. Campo eléctrico de un condensador.

Al cargar un condensador, existe un campo eléctrico cambiante en el espacio entre las placas. .

Pensemos en cómo se vería un campo magnético generado por un campo eléctrico alterno. (para esto podemos recordar y hacer una analogía con el campo magnético generado por un conductor con corriente)

Figura 2. Un campo eléctrico cambiante genera un campo magnético de vórtice.

Un campo eléctrico cambiante crea el mismo campo magnético que si hubiera una corriente eléctrica entre las placas de un condensador.

Diapositiva 12 Dirección del vector de inducción magnética B:

Las líneas de inducción magnética del campo magnético generado cubren las líneas de intensidad del campo eléctrico.

Cuando la intensidad del campo eléctrico aumenta, la dirección del vector de inducción magnética forma un tornillo derecho con la dirección del vector E. Cuando disminuye, forma un tornillo izquierdo ( dibujo explicativo) .

Cuando el campo magnético cambia, la imagen es similar ( dibujo explicativo) .

¿Qué conclusión sugiere esto?

Diapositiva 13 derivación de maxwell

Los campos no existen por separado, independientemente unos de otros.

Es imposible crear un campo magnético alterno sin crear simultáneamente un campo eléctrico en el espacio. Y viceversa,

Un campo eléctrico alterno no existe sin un campo magnético.

Los campos eléctricos y magnéticos son una manifestación de un todo único: CAMPO ELECTROMAGNETICO.

No menos importante es el hecho de que un campo eléctrico sin campo magnético, y viceversa, sólo puede existir en relación con ciertos marcos de referencia.

Por tanto, una carga en reposo crea sólo un campo eléctrico. Pero la carga está en reposo sólo con respecto a un determinado sistema de referencia, y con respecto a otro se moverá y, por tanto, creará un campo magnético.

Diapositiva 14 Definición de campo electromagnético

Campo electromagnetico– una forma especial de materia a través de la cual se produce la interacción entre partículas cargadas eléctricamente.

Un campo electromagnético en el vacío se caracteriza por el vector de intensidad del campo eléctrico E y la inducción magnética B, que determinan las fuerzas que actúan desde el campo sobre las partículas cargadas estacionarias y en movimiento.

Diapositiva 15 Conclusión

En 1864 J. Maxwell crea teoría del campo electromagnético, según el cual los campos eléctricos y magnéticos existen como componentes interconectados de un todo único: el campo electromagnético.

Esta teoría con soltero punto de vista explicó los resultados de todos los estudios anteriores en el campo de la electrodinámica

IV. Consolidación de conocimientos, habilidades y habilidades. Método de conglomerado

Frase clave “campo electromagnético”

V. Tarea: § 17

VI. Reflexión y calificación.

Escala de ondas electromagnéticas

fuentes de campos electromagnéticos

fuentes REM

f=3 300 Hz (frecuencias industriales)

líneas eléctricas de alta tensión, sistemas de cableado eléctrico, subestaciones transformadoras, aparamentas.

dispositivos de protección y automatización, transporte ferroviario y urbano (metro, trolebús, tranvía, material de oficina), etc.

f=60 kHz 300 GHz (radiofrecuencias)

elementos de instalaciones de alta frecuencia (inductores, transformadores, condensadores),

tubos de rayos catódicos, estaciones de radar, ordenadores personales, teléfonos móviles, instalaciones médicas, etc.

Campo electromagnetico

E B H

B – impedancia característica

medio conductor, Ohm (para vacío y aire = 377 Ohm)

E – intensidad EF, V/m N – intensidad MF, A/m

Densidad de flujo de energía (PED) – energía promedio transferida por ondas electromagnéticas en 1 s a través de un área de 1 m 2 , perpendicular al movimiento de las olas, W/m 2 .

q P 2 mi 2 mi h

4r 377

P – potencia del generador, W r – distancia al generador,

Zonas de formación de ondas electromagnéticas.

I. cerca (zona de inducción)

Impacto de los CEM en el cuerpo humano.

Impacto Térmico

exposición a los campos electromagnéticos

Los principales factores que influyen en el grado de exposición a los CEM:

1. rango de frecuencia f, Hz (o λ, m).

2. intensidad del impacto E, H, q;

3. duración de la exposición, h;

4. naturaleza y modo de irradiación;

5. tamaño de la superficie irradiada;

6. la presencia de factores acompañantes (aumento de la temperatura ambiente, presencia de radiación de rayos X, etc.);

7. características del cuerpo

Biológico

impacto

Medidas de protección PEM

Normalización de los parámetros EMF.

Principales documentos reglamentarios:

GOST 12.1.002-84 SSBT. Campos eléctricos de frecuencia industrial. Niveles admisibles de tensión y requisitos de control en los lugares de trabajo.

SanPiN 2.2.4.1191-03 EMF en condiciones industriales.

GOST 12.1.006-84* SSBT. Campos electromagnéticos de radiofrecuencias. Niveles permisibles en los lugares de trabajo y requisitos de seguimiento.

Estandarización de EMF

1. frecuencia industrial f = 3–300 Hz

(GOST 12.1.002-84 y SanPiN 2.2.4.1191-03)

tiempo de estancia real: = (E)

Permanecer en el servicio de urgencias durante la tensión:

Se permite ≤5 kV/m durante toda la jornada laboral.

5 kV/m

50 E 2

20 kV/m

En tensiones >25 kV/m no se permite permanecer sin el uso de equipos de protección.

Estandarización de EMF

2. rango de radiofrecuencia f = 60 kHz–300 MHz (HF y UHF)

(GOST 12.1.006-84* y SanPiN 2.2.4.1191-03)

intensidad del campo eléctrico y magnético:

EN E, EN N, – valores máximos permitidos de carga de energía según

Las componentes eléctricas y magnéticas del campo, [(V/m)2 ·h] y [(A/m)2 ·h] se especifican en una tabla en función de la frecuencia.

3. rango de radiofrecuencia f = 300 MHz–300 GHz (microondas)

densidad de flujo de energía permitida

q ES q

extra

ENq – valor máximo permitido de carga de energía según PES [(W/m)2 h] ENq =2 (W/m)2 h

Independientemente del tiempo de exposición durante un turno de trabajo, el valor de q no debe exceder los 10 W/m2

Medidas de protección organizacional.

formación y prácticas para trabajar con fuentes EMF;

no permitir que personas menores de 18 años y mujeres embarazadas trabajen con fuentes de campos electromagnéticos;

Exámenes médicos (preliminares al ingreso al trabajo y periódicos).

mantenimiento regulado de instalaciones (inspecciones periódicas, calendario de reparación de equipos);

régimen de trabajo regulado (limitación del tiempo de permanencia en la zona afectada - protección del tiempo);

agregar. vacaciones, jornada reducida