Презентация по физике на тему "Переменный электрический ток" (11 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Переменный ток
  

• 

  2 слайд

  План занятия
  Переменный ток и его получение.
  Мгновенное и максимальное значения ЭДС, напряжения и силы переменного тока.
  График изменения ЭДС, напряжения и силы переменного тока.
  Однофазные цепи переменного тока.
  

• 

  3 слайд

  Понятие вынужденных электромагнитных колебаний.
  
  Вынужденные электрические колебания — это периодические изменения силы тока в контуре и других электрических величин под действием переменной ЭДС от внешнего источника.
  
  
  
  
  
  

• 

  4 слайд

  Переменный ток
  Переменный ток — это ток, периодически изменяющийся со временем.
  Он представляет собой вынужденные электрические колебания, происходящие в электрической цепи под действием периодически изменяющейся внешней ЭДС. Периодом переменного тока называется промежуток времени, в течение которого сила тока совершает одно полное колебание. Частотой переменного тока называется число колебаний переменного тока за секунду.
  
  Чтобы в цепи существовал синусоидальный ток, источник в этой цепи должен создавать переменное электрическое поле, изменяющееся синусоидально. На практике синусоидальная ЭДС создается генераторами переменного тока, работающими на электростанциях.
  

• 

  5 слайд

  При вращении рамки магнитный поток меняется по закону:
  
  
  
  
  

• 

  6 слайд

  Переменный ток
  По закону электромагнитной индукции
  
  
  Найдем производную от магнитного потока
  
  
  Введем обозначение: -амплитуда ЭДС
  

• 

  7 слайд

  Уравнение колебания ЭДС будет иметь вид:
  
  
  Если цепь замкнуть, то по цепи пойдет ток.
  
  
  
  Промышленная частота переменного тока 50Гц
  
  
  

• 

  8 слайд

  Графики колебаний тока и напряжения
  

• 

  9 слайд

  Действующие значения СИЛЫ ТОКА.
  Тепловое действие тока не зависит от направления тока, поэтому по нему можно сравнивать действия переменного и постоянного токов. Расчет и опыт показывает, что за время Т переменный ток выделяет в проводнике теплоту, равную
  
  Если по тому же проводнику пропустить такой постоянный ток, чтобы в проводнике выделилось такое же количество теплоты, то . Тогда:
  
  - действующее значение силы тока
  
  

• 

  10 слайд

  Действующие значения ЭДС и напряжения
  Действующее значение ЭДС:
  
  
  Действующее значение напряжения:
  

• 

  11 слайд

  Задача №1. Магнитный поток в рамке равномерно вращающейся в однородном магнитном поле, изменяется по закону косинуса. Найти зависимость ЭДС индукции от времени. Определить амплитудное, действующее значение ЭДС, период и частоту тока.
  Дано:
  

• 

  12 слайд

  Задача №2. прямоугольная рамка площадью 400 кв.см. имеет 100 витков. Она вращается в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл. Каково максимальное значение ЭДС, если ось вращения перпендикулярна линиям индукции.
  

• 

  13 слайд

  Резистор в цепи переменного тока
  Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют активным сопротивлением.
  Напряжение на концах цепи меняется по закону
  
  
  
  

• 

  14 слайд

  Как и в случае постоянного тока, мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому можно считать, что мгновенное значение силы тока определяется законом Ома:
  
  
  
  Следовательно, в проводнике
  с активным сопротивлением
  колебания силы тока по фазе
  совпадают с колебаниями
  напряжения,
  а амплитуда силы тока
  равна амплитуде напряжения,
  деленной на сопротивление:
  

• 

  15 слайд

  Катушка в цепи переменного тока
  Пусть в цепь переменного тока включена идеальная катушка.
  При изменениях силы тока по гармоническому закону :
  В катушке возникает ЭДС самоиндукции
  
  
  ЭДС самоиндукции в катушке в любой момент времени равна по модулю и противоположна по знаку напряжению на концах катушки, созданному внешним генератором: е=-u
  

• 

  16 слайд

  Напряжение
  Следовательно, при изменении силы тока в катушке по гармоническому закону напряжение на ее концах изменяется тоже по гармоническому закону, но со сдвигом фазы:
  
  Следовательно, колебания
  напряжения на катушке
  индуктивности опережают
  колебания силы тока на π/2
  Амплитуда колебаний
  Напряжения равна:
  
  
  

• 

  17 слайд

  Отношение амплитуды колебаний напряжения на катушке к амплитуде колебаний силы тока в ней называется индуктивным сопротивлением :
  Закон Ома для участка цепи:
  В отличие от электрического сопротивления проводника в цепи постоянного тока, индуктивное сопротивление не является постоянной величиной, характеризующей данную катушку. Оно прямо пропорционально частоте переменного тока.
  

• 

  18 слайд

  Задача № 3. катушка включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока в цепи 2,5 А. какова индуктивность катушки.
  

• 

  19 слайд

  Конденсатор в цепи переменного тока
  При изменениях напряжения на обкладках конденсатора по гармоническому закону:
  
  
  Заряд на его обкладках изменяется по закону:
  
  
  Электрический ток в цепи возникает в результате изменения заряда конденсатора: i=q’
  

• 

  20 слайд

  Поэтому колебания силы тока в цепи происходят по закону:
  Следовательно, колебания напряжения
  на обкладках конденсатора в цепи
  переменного тока отстают по фазе
  от колебаний силы тока на π/2 (рис. ).
  Это означает, что в момент, когда
  конденсатор начинает заряжаться,
  сила тока максимальна, а напряжение
  равно нулю.
  

• 

  21 слайд

  амплитуда колебаний силы тока:
  Отношение амплитуды колебаний напряжения на конденсаторе к амплитуде колебаний силы тока называют емкостным сопротивлением конденсатора:
  
  
  Емкостное сопротивление конденсатора, как и индуктивное сопротивление катушки, не является постоянной величиной. Оно обратно пропорционально частоте переменного тока.
  закона Ома для участка цепи:
  

• 

  22 слайд

  Задача №4. Конденсатор включен в цепь переменного тока стандартной частоты. Напряжение в сети 220 В. Сила тока в цепи конденсатора 2,5 А.какова емкость конденсатора?
  

• 

  23 слайд

  Домашнее задание
  Выучить основные формулы
  Решить задачи №№ 962,963,967,975,978.