Фізика. Рівень стандарту. Повторне видання. 11 клас. Бар’яхтар
Підбиваємо підсумки розділу II «Електромагнітні коливання і хвилі»
1. Ви дізналися про електромагнітні коливання.
2. Ви довідались, що в колах змінного струму існують різні види опорів.
3. Ви ознайомилися з будовою та принципом роботи трансформатора і фізичними величинами, які його характеризують.
4. Ви розширили свої знання про електромагнітні хвилі, згадали властивості електромагнітних хвиль, дізнались, як здійснюється радіотелефонний зв’язок.
Завдання для самоперевірки до розділу II «Електромагнітні коливання і хвилі»
Завдання 1. Заряд на пластинах конденсатора ідеального коливального контуру змінюється за законом q = 2 • 10-7 соs(4п • 106t), індуктивність котушки дорівнює 25 мкГн.
1. (1 бал) Який із зображених пристроїв є ідеальним коливальним контуром?
2. (2 бали) Якою є циклічна частота коливань, які генеруються в контурі?
- а) 0,2 рад/с;
- б) 12,6 рад/с;
- в) 4,31 • 106 рад/с;
- г) 1,26 • 107 рад/с.
3. (2 бали) Визначте енергію електричного поля конденсатора в той момент, коли сила струму в контурі дорівнює 1,5 А.
4. (3 бали) Визначте ємність конденсатора та повну енергію коливального контуру.
Завдання 2. Трансформатор із коефіцієнтом трансформації 10 підключений до мережі змінного струму напругою 120 В.
1. (1 бал) Який це трансформатор?
- а) підвищувальний;
- б) знижувальний.
2. (2 бали) Якою є напруга на виході трансформатора в режимі холостого ходу?
- a) 10 В;
- б) 12 В;
- в) 120 В;
- г) 1200 В.
3. (2 бали) Скільки витків у вторинній обмотці трансформатора, якщо його первинна обмотка містить 700 витків?
4. (3 бали) Як зміниться сила струму в первинній і вторинній обмотках трансформатора, якщо розімкнути залізне осердя? Відповідь обґрунтуйте.
Завдання 3. Радіостанція працює на частоті 6 • 106 Гц.
1. (2 бали) На якій довжині хвилі працює радіостанція?
- а) 12 мм;
- б) 50 см;
- в) 50 м;
- г) 6 км.
2. (2 бали) Яким є період коливань заряду на конденсаторі коливального контуру генератора радіостанції?
3. (3 бали) Визначте ємність конденсатора коливального контуру радіоприймача, налаштованого на прийом цієї радіостанції, якщо індуктивність котушки контуру дорівнює 2 мкГн.
Завдання 4. Коло, що містить послідовно з’єднані котушку індуктивністю 19,1 мГн і конденсатор, ємність якого можна змінювати, підключено до джерела струму, напруга на якому змінюється за законом u = 14,1sin100пt.
1. (2 бали) Що покаже вольтметр, приєднаний паралельно джерелу струму?
2. (2 бали) За якої ємності конденсатора індуктивний опір кола дорівнюватиме ємнісному опору?
Звірте ваші відповіді на завдання з наведеними наприкінці підручника. Позначте завдання, які ви виконали правильно, і полічіть суму балів. Поділіть суму на два. Одержане число відповідатиме рівню ваших навчальних досягнень.
Розумний дім
Останнім часом досить часто можна почути словосполучення «розумний дім» (рис. 1). Згідно з технічним визначенням, розумний дім — це декілька пристроїв, об’єднаних у мережу, керування якими здійснюється через зручні додатки (смартфон, планшет тощо). Детальніше розглянемо цю систему.
Рис. 1. Розумний дім
Як зараз здійснюється керування побутовими пристроями в помешканнях? Пульти для побутової техніки (телевізорів, кондиціонерів тощо) часто важко розрізнити, крім того, вони «зникають» саме тоді, коли конче потрібні. Прилади опалення
(радіатори, теплі підлоги) регулюються тільки безпосередньо в кімнатах, де розташовані. Якщо господарі, наприклад, забули вимкнути праску з розетки, слід негайно повертатися. Перелік незручностей можна продовжити.
Саме тому інженери створили систему, яка має назву «Розумний дім» і забезпечує комфортне життя для мешканців (рис. 2). А як користуватися цією системою людині, яка не є IT-фахівцем? Усе досить просто! Господар чи господиня можуть будь-якої миті на смартфоні або планшеті відкрити віконця, на яких показано ситуацію в будинку, як-от: температуру в різних кімнатах, вологість, стан вхідних дверей тощо. У разі сумнівів щодо праски проблема розв’язується в один клік. Треба просто відключити відповідну розетку від електричної мережі. І це ще не все! Розумний дім тому й має назву «розумний», що може набагато більше. Наприклад, він автоматично зменшує енерговитрати шляхом зниження температури на період відсутності господарів, він не просто керує вентиляцією, а створює здоровий мікроклімат у кожному приміщенні, оптимізує роботу систем освітлення й водопостачання тощо. Основний принцип розумного дому — зробити житло єдиним організмом, у якому все взаємопов’язане і працює синхронно, адаптуючись до бажань господарів.
Рис. 2. Схема роботи системи «Розумний дім»
Підкреслимо, що розмір житла для системи «Розумний дім» не має значення. Вона ефективно працюватиме й у великому котеджі, й у звичайній міській квартирі. Немає також лімітів на мінімальну кількість функцій розумного дому. Можна почати, скажімо, з дистанційного керування розетками та системою безпеки, а потім додати інші функції. Нарешті, в інтернеті можна знайти багато інструкцій, як зробити систему «Розумний дім» самостійно. Тож вигадуйте щось таке й ви!
Сигнали від різних датчиків — «органів чуття» — передаються на контролер — «мозок системи», який запрограмований певним чином. Згідно з програмою мозок видає команди «розумним виконавцям». Це можуть бути обігрівачі, розетки, телевізор тощо. Господарі отримують інформацію про стан домівки на свій смартфон або планшет. У разі необхідності вони мають змогу втрутитись і змінити стандартні параметри або процедури, наприклад підвищити температуру в спальні або заздалегідь увімкнути розігрів їжі. Зверніть увагу на те, що робота розумного дому неможлива без електромагнітних хвиль. Справді-бо, всі команди «мозок системи» передає «розумним виконавцям» за допомогою електромагнітних хвиль, господарі мають зворотний зв’язок із контролером також за їхньою допомогою.
