Технические устройства и технологические процессы: применение постоянных магнитов, электромагнитов, тестер-мультиметр, электродвигатель Якоби, ускорители элементарных частиц

Прочитайте текст об устройстве и принципе ускорителя элементарных частиц и выполните задание. Ускорители элементарных частиц работают на принципе разгона заряженных частиц (электронов или протонов) до высоких энергий с помощью электрических и магнитных полей. Устройство каждого ускорителя включает в себя несколько основных компонентов. Накопитель частиц — место, где собираются частицы перед ускорением. Линейный ускоритель — серия ускоряющих станций, где частицы получают небольшие порции энергии на каждом этапе. Циклический ускоритель — кольцо, в котором частицы движутся по кругу, получая энергию от высокочастотного электрического поля. Поворотные магниты используются для изменения траектории движения частиц, чтобы они оставались в ускорителе. Детекторы частиц — устройства, предназначенные для регистрации и анализа частиц после их столкновения. Процесс ускорения начинается с накопления частиц в накопителе. Затем частицы направляются в линейный или циклический ускоритель, где они получают энергию от электромагнитных полей. Поворотные магниты помогают удерживать частицы на нужной траектории. После достижения необходимой энергии частицы направляются к детекторам, где происходит их регистрация и анализ. Ускорители элементарных частиц используются для изучения структуры материи, взаимодействия частиц и поиска новых физических явлений. Выберете из предложенного списка основные элементы строения ускорителя элементарных частиц и правильно расставьте их на рисунке.

Прочитайте текст о принципе работы электромагнита и вставьте в места пропуска слова из предложенного списка. Электромагнит состоит из катушки с проводом, по которому протекает электрический ток, и сердечника из материала (обычно железа), который усиливает магнитное поле. Когда через катушку проходит ток, вокруг нее образуется поле. Это поле концентрируется и усиливается за счет наличия сердечника. Направление поля зависит от направления тока в катушке. Если изменить направление тока, изменится и направление поля. Это позволяет управлять силой притяжения или отталкивания электромагнита, изменяя направление тока. Электромагниты широко используются в различных устройствах, таких как электродвигатели, реле, громкоговорители, и других, где требуется создание магнитного поля.

Прочитайте текст об устройстве и принципе работы электродвигателя Якоби и выполните задание. Электродвигатель, созданный Борисом Семеновичем Якоби в 1834 году, является одним из первых практически полезных электродвигателей. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем. Устройство состоит из нескольких основных компонентов. Статор содержит восемь аксиальных полюсов электромагнитов, которые создают постоянное магнитное поле. Ротор (якорь) имеет восемь полюсов, они выполнены из мягкого железа и могут свободно вращаться внутри статора. Щеточно-коллекторный узел (коммутатор) состоит из четырех металлических контактных рычагов и коллекторных дисков, которые обеспечивают переключение направления тока в обмотке ротора в зависимости от его положения относительно статора. Вал передает вращательное движение от ротора к нагрузке. Гальваническая батарея — источник питания для двигателя. При подаче напряжения на обмотку статора вокруг него возникает постоянное магнитное поле. Когда ротор начинает вращаться, его полюса проходят через магнитное поле статора, и в обмотке ротора индуцируется ток. Направление тока в обмотке ротора зависит от положения ротора относительно статора. Щеточно-коллекторный узел обеспечивает переключение направления тока в обмотке ротора таким образом, чтобы сила, действующая на ротор, всегда была направлена в сторону вращения. Вращательное движение ротора передается на вал, который может быть использован для привода различных механизмов. Таким образом, электродвигатель Якоби преобразует электрическую энергию в механическую, обеспечивая вращение вала. Выберете из предложенного списка основные элементы строения электродвигателя Якоби и правильно расставьте их на рисунке.

Прочитайте текст о принципе работы постоянного магнита и вставьте в места пропуска слова из предложенного списка. Принцип работы постоянного магнита основан на способности некоторых материалов создавать вокруг себя постоянное магнитное поле. Это происходит из-за особой структуры атомов этих материалов, называемой ферромагнитной. Ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт, имеют атомы с электронами, которые выстраиваются в упорядоченные структуры, называемые доменами. В отсутствие внешнего магнитного поля эти домены ориентированы , и материал не проявляет магнитных свойств. Однако, если ферромагнитный материал поместить во внешнее магнитное поле, его домены начинают ориентироваться в направлении этого поля, . После снятия внешнего поля домены , сохраняя остаточную намагниченность. Этот процесс называется намагничиванием. Постоянный магнит создает свое собственное магнитное поле благодаря тому, что его домены сохраняют ориентацию даже после удаления внешнего поля. Таким образом, постоянный магнит способен длительное время сохранять свои магнитные свойства и притягивать другие ферромагнитные материалы.

Прочитайте текст об устройстве и принципе работы тестер-мультиметра и выполните задание. Тестер-мультиметр — это универсальный измерительный прибор, предназначенный для измерения различных электрических величин, таких как напряжение, сила тока, сопротивление и другие. Он работает за счет преобразования измеряемой величины в пропорциональный ей сигнал, который затем обрабатывается и отображается на дисплее. Дисплей отображает результаты измерений. Кнопки управления используются для выбора режима измерений и настройки прибора. Разъемы служат для подключения измерительных щупов к тестируемому устройству. Источник питания обеспечивает работу прибора. Пользователь выбирает режим измерений с помощью кнопок управления и подключает измерительные щупы к тестируемому устройству и к соответствующим разъемам на приборе. Тестер-мультиметр может измерять различные электрические величины, такие как напряжение, сила тока, сопротивление, емкость, индуктивность и другие. Для каждого вида измерений используется свой режим работы прибора. Выберете из предложенного списка основные элементы строения тестер-мультиметра и правильно расставьте их на рисунке.