Презентация "Активное сопротивления в цепи переменного тока. Действующее значение переменного тока и напряжение"

уроки физики в 11 классе

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Действующее значение

переменного тока и напряжение

РЕЗОНАНС В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЦЕПИ

при наличии нагрузки, обладающей таким сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводника.

Пусть напряжение на зажимах цепи меняется по гармоническому закону:

u=соsωt

По закону Ома:

i = = = cosωt

В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения , а

амплитуда силы тока определяется

равенством: =

при наличии нагрузки, обладающей таким сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от источника тока. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводника.

По закону Ома: I =

Сдвига фаз между Um и Im нет, такие цепи называют активными цепями, в сопротивлении, которое также называют активным, отсутствует сдвиг между колебаниями силы тока и напряжением. Сдвига фаз между Um и Im нет, такие цепи называют активными цепями, в сопротивлении, которое также называют активным, отсутствует сдвиг между колебаниями силы тока и напряжением.

РЕЗИСТОР В ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

u = Um cos ω t – мгновенное значение напряжения

i = Im cos ω t – мгновенное значение силы тока

В цепи переменного тока промышленной частоты сила тока и напряжение изменяются быстро, поэтому количество выделенной энергии также быстро будет меняться со временем.

Поэтому необходимо знать среднюю мощность тока на участке цепи за большой промежуток времени.

Мощность постоянного тока определяется по формуле: P=

В цепи переменного тока на участке цепи с активным сопротивлением определяется по формуле: р=

Мощность постоянного тока определяется по формуле:

P= UI = =

В цепи переменного тока на участке цепи с активным сопротивлением определяется по формуле: р=

обратите внимание, что мощность всегда положительна

Когда U положительна, тогда и I положительна,

а если U отрицательно,

то и I отрицательно,

те произведение всегда

положительно

P= m cos2 ω t P= m cos2 ω t P= + cos 2 ὠt Косинус меняется от 0 до 1, значит Р меняется от до

РЕЗИСТОР В ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

u = Um cos ω t – мгновенное значение напряжения

i = Im cos ω t – мгновенное значение силы тока

– действующее значение

силы тока

– действующее значение

напряжения

– закон Ома для цепи переменного тока с

резистором, R – активное сопротивление

P = IU = I2R – действующее значение мощности

Q=

Подберем значение I чтобы Q пост=Q перем I= - действующее значение силы тока Аналогично для U Аналогично для U U= - действующее значение напряжения КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА q = C Um cos ω t - мгновенное значение заряда u = Um cos ω t - мгновенное значение напряжения i = q΄= – С Um ω sin ω t Im = Um C ω - максимальное значение силы тока i = Im cos (ω t + π) - мгновенное значение силы тока

– закон Ома для цепи переменного тока с

конденсатором

– емкостное сопротивление

КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

i

i, u

t

u

В цепи переменного тока, содержащей конденсатор, колебания силы тока i опережают колебания напряжения u на

КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

i = Im sin ωt - мгновенное значение силы тока

еi = – L i΄= – L Im ω cos ωt

и = – еi = Um sin (ωt + ) – мгновенное значение напряжения

Um = L Im ω

– закон Ома для цепи переменного тока с

катушкой индуктивности

XL = ω L – индуктивное сопротивление

i

i, u

t

u

КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности, колебания напряжения и опережают колебания силы тока i на

КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, СОДЕРЖАЩЕЕЙ РЕЗИСТОР, КОНДЕНСАТОР, КАТУШКУ ИНДУКТИВНОСТИ

РЕЗОНАНС В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Резонанс в электрической цепи – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тока при совпадении частот ω0 = ω, где

ω 0 – собственная частота колебаний контура;

ω – частота питающего напряжения

Iт

ω

0

ω0

Когда в цепи наблюдается резонанс

Амплитуда установившихся колебаний

, при R → 0, I → ∞

При максимальной силе тока:

==> T = Tсоб (ω = ωсоб )

ПОЛЬЗА РЕЗОНАНСА	ВРЕД РЕЗОНАНСА
ω = ω0 Используется при осуществлении радиосвязи, основана работа измерительных приборов	При резком возрастании тока – приводит к нарушению изоляции витков катушки индуктивности; при резком увеличении напряжения – к пробою конденсаторов

ω

ω0

0

Iт

ω0

I

ω

Задача 1 В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе 8 мВ, а амплитуда колебаний силы тока в катушке 2,0 мА. В определенный момент времени t сила тока в катушке составляет 1,2 мА. Определите напряжение на конденсаторе в момент времени t. Задача 2 К источнику переменного напряжения с амплитудой колебаний напряжения Um подключена электрическая цепь, представленная на схеме. Как зависит амплитуда колебаний напряжения между точками А и В от сопротивления резистора R?

r

r

R

С

В

А

Задача 3 При включении катушки в цепь постоянного тока с напряжением 12 В амперметр показал силу тока 4 А. при включении той же катушки в цепь переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 12 В амперметр показал 2,4 А. Определить индуктивность катушки. Чему будет равна активная мощность тока в цепи, если последовательно с катушкой включить конденсатор емкостью 394 мкФ? Нарисовать векторную диаграмму для этого случая.

V

А

R

XL

XC

Задача 4 Резонанс в колебательном контуре, содержащем конденсатор емкостью С1 =1 мкФ, наступает при частоте v1 = 400 Гц. Когда же параллельно конденсатору С1 подключили еще один емкостью С2, резонансная частота становится равной v2 = 100 Гц. Найдите емкость конденсатора С2. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ §§ 32, 33, 34, 35, примеры решения задач №№ 3, 4 после главы 4, упр. 4 (2, 3)