Билет № 11

Силы трения: природа сил трения; коэффициент трения скольжения; закон сухого трения; трение покоя; учет и использование трения в быту и технике.

Трансформатор: принцип трансформации переменного тока; устройство трансформатора; холостой ход; режим нагрузки; передача электрической энергии.

Сила трения — сила, возникающая при соприкосновении поверхно­стей тел, препятствующая их относительному перемещению, направ­ленная вдоль поверхности соприкосновения. При соприкосновении твердых тел возможны три вида трения: трение покоя, трение скольжения, трение качения. Коэффициент трения скольжения, который меньше коэффициента зрения покоя и зависит от свойств соприкасающихся поверхностей.Коэффициент трения не зависит от площади соприкасающихся поверхно­стей и от относительного положения тел. Сила трения зависит от относитель­ной скорости тел. Эта зависимость состоит в том, что при изменении направ­ления скорости изменяется и направление силы трения. Трение между сопри­касающимися телами называют сухим трением. Для уменьшения трения применяют смазку. В результате смазки тело движется, соприкасаясь с жид­костью или газом. В этом случае тоже возникает сила, параллельная поверх­ности соприкосновения и направленная против движения. Сила жидкого тре­ния, иногда ее называют силой сопротивления, много меньше сил сухого Трения Природа силы трения - электромагнитная. Это означает, что причиной её возникновения являются силы взаимодействия между частицами, из которых состоит вещество. Второй причиной возникновения силы трения является шероховатость поверхности. Выступающие части поверхностей задевают друг за друга и препятствуют движению тела. Именно поэтому для движения по гладким (полированным) поверхностям требуется прикладывать меньшую силу, чем для движения по шероховатым. Трение принимает участие (и притом весьма существенное) там, где мы о нём даже не подозреваем. Трением называется взаимодействие между различными соприкасающимися поверхностями, препятствующее их относительному перемещению. Сила трения направлена вдоль поверхностей соприкасающихся тел противоположно скорости их относительного перемещения. Различают: трение покоя – при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел и трение скольжения – при их движении. Если к телу находящемуся в соприкосновении с другим телом приложить вдоль линии соприкосновения постепенно увеличивающуюся от нуля силу, то движения не возникает, до того момента пока действующая сила не достигнет определённого значения. Пока не началось движение, сила трения покоя равна действующей на тело силе, то есть является переменной величиной от нуля до некоторой максимальной силы трения покоя. При скольжении тел друг по другу сила трения скольжения пропорциональна силе прижимающей эти тела по нормали к поверхности соприкосновения (перпендикулярно поверхности соприкосновения). Эта прижимающая сила называется силой нормального давления и она по третьему закону Ньютона равна силе нормальной реакции .Величина силы трения скольжения вычисляется по формуле ,

где - коэффициент трения скольжения .При движении по горизонтальной поверхности сила нормального давления, как правило, равна весу тела и может совпадать с силой тяжести. При движении по наклонной плоскости необходимо раскладывать силу тяжести на составляющие параллельную наклонной плоскости и перпендикулярную ей. Перпендикулярная составляющая силы тяжести обеспечивает силу нормального давления, а, следовательно, и силу трения скольжения. Сила трения покоя - сила, действующая на тело со стороны соприкасающегося с ним другого тела вдоль поверхности соприкосновения тел, если тела покоятся относительно друг друга.

Сила трения покоя препятствует возникновению движений одного тела по поверхности другого тел

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования  одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная Холостым ходом трансформатора является такой предельный режим работы, когда его вторичная обмотка разомкнута и ток вторичной обмотки равен нулю . Опыт холостого хода позволяет определить коэффициент трансформации, ток, потери и сопротивление холостого хода трансформатора.  Под действием приложенного напряжения по обмотке протекает ток , равный току холостого хода. Практически ток холостого хода равен примерно 5—10% номинального, а в трансформаторах малой мощности (десятки вольт-ампер) достигает значений 30% и более номинального. Для измерения тока холостого хода, приложенного к первичной обмотке напряжения и потребляемой мощности в цепь первичной обмотки трансформатора включены измерительные приборы (амперметр А, вольтметр V и ваттметр W). Вторичная обмотка трансформатора замкнута на вольтметр, сопротивление которого очень велико, так что ток вторичной обмотки практически равен нулю.Если включить вторичную обмотку трансформатора во внешнюю цепь,  то трансформатор перейдет из режима холостого хода в режим нагрузки. Очевидно, что с момента включения рубильника в цепи вторичной обмотки появляется ток нагрузки I2 - Этот ток, как и любой изменяющийся ток, создает свой переменный магнитный поток Ф. Большая часть потока Ф замыкается по магнитопроводу трансформатора, а меньшая часть Ф — по воздуху вокруг витков вторичной обмотки; она составляет магнитный поток рассеяния. Будучи индуктированным, ток вторичной обмотки по правилу Ленца противодействует причине, его вызвавшей, т. е. имеет направление, противоположное току , поэтому и его магнитный поток Ф2 направлен навстречу потоку Фо