Презентация на тему Переменный ток физика

Константин Михайлович 2006 год
в цепи переменного тока

в цепи переменного тока

рассмотрения этого вопроса давайте вспомним, чем обусловлено сопротивление проводника

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

При прохождении тока через проводник свободные электроны испытывают соударения с атомами кристаллической решетки, передавая им часть своей энергии. При этом внутренняя энергия проводника увеличивается (он нагревается и оказывает сопротивление току)
Такой вид сопротивления называется активным (есть еще один вид сопротивления – реактивное, не вызывающее нагрева проводника и обусловленное другими процессами)

активное сопротивление в цепи переменного тока:
R

Мгновенное значение силы

Колебания напряжения и силы тока на активном сопротивлении совпадают по фазе

силы тока на активном сопротивлении
Колебания напряжения и силы тока

Активное сопротивление в цепи переменного тока

действующего значения напряжения и силы тока:

При прохождении переменного

Какое значение тока можно использовать для расчета работы и мощности тока ?

Понятно, что необходимо брать усредненное значение, называемое действующим значением силы тока (т.е действие переменного тока заменяется действием постоянного тока, дающего такой же тепловой эффект)

Im

Iд

t,c

i,A

значение напряжения:
Тогда действующая мощность (средняя мощность):
а выделяемое

конденсатор
Конденсатор – это система из двух проводников, разделенных слоем

Ясно, что конденсатор – это разрыв в цепи (подобно разомкнутому выключателю), поэтому постоянный ток конденсатор не проводит

конденсатор в цепи переменного тока:

~


Источник ~ тока, обладающий

Замкнем цепь и понаблюдаем движение электронов в цепи:

Мы видим, что ток между обкладками конденсатора по прежнему не идет, однако вследствие перезарядки конденсатора через лампочку идет переменный ток – т.е. конденсатор проводит переменный ток

переменный ток, однако он оказывает току сопротивление, которое называется

- емкостное сопротивление

ω - циклическая частота протекающего тока
С – электроемкость конденсатора
ν - частота тока

сопротивления:
Из формулы видно, что сопротивление конденсатора обратно пропорционально

Сопротивление конденсатора уменьшается с ростом частоты, значит конденсатор хорошо проводит высокочастотные колебания и плохо – низкочастотные, а постоянный ток вообще не проводит

конденсатора от частоты:

Сопротивление конденсатора зависит и от его

С1

С2

С2>C1

XС1

XС2

напряжением и током:
Если напряжение на конденсаторе меняется по

то заряд на конденсаторе равен:

тогда сила тока в цепи:

Колебания тока на конденсаторе опережают колебания напряжения на π/2

на конденсаторе:
Конденсатор в цепи переменного тока

индуктивность
Индуктивность L– это физическая величина, подобная массе в механике.

Катушка индуктивности – это обычный проводник с необычной формой, обладающий активным сопротивлением.
Поэтому катушка хорошо проводит постоянный ток, значение которого ограничено только его активным сопротивлением

L

Явление самоиндукции возникает только в моменты включения и выключения (препятствует любому изменению тока)

индуктивность в цепи переменного тока:

~

Источник ~ тока, обладающий

Замкнем цепь и сравним яркость горения лампочек 1 и 2

Л1

Л2

В цепи сопротивление R поберем равным активному сопротивлению L

R

L

Лампочка Л1 горит гораздо ярче, чем Л2

Почему ?

явлении самоиндукции, возникающей в катушке при любом изменении тока,

ω - циклическая частота протекающего тока
L – индуктивность катушки
ν - частота тока

сопротивления:
Из формулы видно, что индуктивное сопротивление прямо пропорционально

Индуктивное сопротивление увеличивается с ростом частоты, значит катушка хорошо проводит низкочастотные колебания и плохо – высокочастотные, а для постоянного тока оно равно нулю

ток в катушке изменяется по закону:
то напряжение

Ток в катушке индуктивности отстает от напряжения π/2

Правило:

C I V I L

Индуктивность в цепи переменного тока

тока
Графики тока и напряжения на индуктивности:

катушки индуктивности

образом, в цепи переменного тока можно выделить 3 вида

СОПРОТИВЛЕНИЕ

активное

реактивное

индуктивное

емкостное

Реальные электрические цепи содержат все виды сопротивлений (активное, индуктивное и емкостное), поэтому ток в реальной цепи зависит от ее полного (эквивалентного) сопротивления, а сдвиг фаз определяется величиной L и C цепи

R

XL

XC

конденсатор хорошо проводит ВЧ колебания, и плохо –

Эти свойства позволяют создать:
1. Различные частотные фильтры – схемы, позволяющие выделить из всего сигнала (например от магнитофона) НЧ и ВЧ составляющие:

Вход сигнала от магнитофона

ВЧ

НЧ

! Объясните на основе свойств конденсатора и катушки действие частотного фильтра, представленного на схеме

Используя различные значения R, L и C, можно создавать фильтры с заданными параметрами (полосой пропускания)

колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности
L
C
Колебательный



Эти свойства контура широко применяются в радио и телеприемной и передающей аппаратуре для селекции сигналов



рассмотрим примеры решения задач на частотные свойства конденсатора и