План урока синусоидальный ток

Тема занятия: Электрические цепи синусоидального тока

Электротехника и электроника

Тема занятия: Электрические цепи синусоидального тока

Цель занятия: « Изучить основные понятия синусоидального переменного тока. научится строить векторные диаграммы .»

Логическая цель: Показать необходимость знать синусоидальный переменный ток, уметь пользоваться и строить векторные диаграммы .

Воспитательная цель: вырабатывать интерес к выбранной профессии , умение работать в команде, умение правильно аккуратно вести конспект.

а) приветствие группы

б)отметить отсутствующих студентов

Изучение нового материала

I ) Понятие синусоидального переменного тока, (определение на стр1)

а) мгновенное значение тока U ,ЭДС

амплитудные значения ἰ m , Um , ЭДС m

б)Период и частота

ἰ( t )= ἰ( t + T )= ἰ( t +2 T )=… ἰ( t + kT )

рис 8.1 зарисовать на доске и в тетради

в) мгновенный значение тока, U, ЭДС

г)амплитудные значения тока, эдс. напряжения.

амплитудные значения (частота, размерность частоты)

II ) Генераторы переменного тока

ἰ= Im sin 2 πf / T = Im sin 2 πft угловая частота ω =2 π f =2 π / T

рис 7.9 зарисовать

e = Em sin ω t e = Em sinp α = Em sinωt

c тр4 зарисовать рис8.2 изменение ЭДС за время одного оборота якоря генератора

III ) Практическое задание Пример 8.1: решить самостоятельно

IV )Графическое изображение синусоидальной величины

а)изображение синусоидальной изменяющийся величины

изобразить рис 8.1 8.7

б)дать определение векторным диаграммам рассматреть рис 8.8

V ) Дома: рассмотреть рис 8.8 пример 8.4 стр 451.

I в промышленности

3 Дать определение

4 Что значит мгновенное значение ἰ , U ,ЭДС

5 Что называется амплитудным значением ἰ , U ,ЭДС

6 Дайте определение частоты ,в чем измеряется частота

7 Какую частоту используют на территории РФ

8 Объяснить принцип действия генераторов

9 Записать синусоид ἰ ; ω ;е ; для генераторов переменного тока .

10 Записать формулу для решения ЭДС при р=2 α =2π

11 Что такое векторная диаграмма?

12 Объяснить векторы диаграмм ἰ; U ; ЭДС.

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-599130

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Физика. 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок 8. Переменный электрический ток

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Свойства переменного тока;

2) Понятия активного сопротивления, индуктивного и ёмкостного сопротивления;

3) Особенности переменного электрического тока на участке цепи с резистором;

4) Определение понятий: переменный электрический ток, активное сопротивление, индуктивное сопротивление, ёмкостное сопротивление.

Глоссарий по теме

Переменный электрический ток — это ток, периодически изменяющийся со временем.

Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю называют активным сопротивлением.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Величину Х_C, обратную произведению ωC циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Величину Х_L, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2014. – С. 86 – 95.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2014. – С. 128 – 132.

Степанова. Г.Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М., Просвещение 1999 г.

Е.А. Марон, А.Е. Марон. Контрольные работы по физике. М., Просвещение, 2004

Основное содержание урока

Сейчас невозможно представить себе нашу цивилизацию без электричества. Телевизоры, холодильники, компьютеры – вся бытовая техника работает на нем. Основным источником энергии является переменный ток.

Электрический ток, питающий розетки в наших домах, является переменным А что это такое? Каковы его характеристики? Чем же переменный ток отличается от постоянного? Об этом мы поговорим на данном уроке.

В известном опыте Фарадея при движении полосового магнита относительно катушки появлялся ток, что фиксировалось стрелкой гальванометра, соединенного с катушкой. Если магнит привести колебательное движение относительно катушки, то стрелка гальванометра будет отклоняться то в одну сторону, то в другую – в зависимости от направления движения магнита. Это означает, что возникающий в катушке ток меняет свое направление. Такой ток называют переменным.

Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

Переменный электрический ток представляет собой электромагнитные вынужденные колебания. Переменный ток в отличие от постоянного имеет период, амплитуду и частоту.

Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону, такой ток называется синусоидальным. В основном используется синусоидальный ток. Колебания тока можно наблюдать с помощью осциллографа.

Если напряжение на концах цепи будет меняться по гармоническому закону, то и напряженность внутри проводника будет так же меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь вызывают гармонические колебания упорядоченного движения свободных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока. При изменении напряжения на концах цепи, в ней с очень большой скоростью распространяется электрическое поле. Сила переменного тока практически во всех сечениях проводника одинакова потому, что время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Сопротивление проводника, в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют активным. При изменении напряжения на концах цепи по гармоническому закону, точно так же меняется напряженность электрического поля и в цепи появляется переменный ток.

При наличии такого сопротивления колебания силы тока и напряжения совпадают по фазе в любой момент времени.

? — мгновенное значение силы тока;

ℐ_m— амплитудное значение силы тока.

– колебания напряжения на концах цепи.

Колебания ЭДС индукции определяются формулами:

При совпадении фазы колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность равна произведению мгновенных значений силы тока и напряжения. Среднее значение мощности равно половине произведения квадрата амплитуды силы тока и активного сопротивления.

Часто к параметрам и характеристикам переменного тока относят действующие значения. Напряжение, ток или ЭДС, которая действует в цепи в каждый момент времени — мгновенное значение (помечают строчными буквами — і, u, e). Однако оценивать переменный ток, совершенную им работу, создаваемое тепло сложно рассчитывать по мгновенному значению, так как оно постоянно меняется. Поэтому применяют действующее, которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего за время прохождения по проводнику столько же тепла, сколько это делает переменный.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

U_m — амплитудное значение напряжения.

Действующие значения силы тока и напряжения:

Электрическая аппаратура в цепях переменного тока показывает именно действующие значения измеряемых величин.

Конденсатор включенный в электрическую цепь оказывает сопротивление прохождению тока. Это сопротивление называют ёмкостным.

Величину Х_C, обратную произведению циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Ёмкостное сопротивление не является постоянной величиной. Мы видим, что конденсатор оказывает бесконечно большое сопротивление постоянному току.

Если включить в электрическую цепь катушку индуктивности, то она будет влиять на прохождение тока в цепи, т.е. оказывать сопротивление току. Это можно объяснить явлением самоиндукции.

Величину Х_L, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Если частота равна нулю, то индуктивное сопротивление тоже равно нулю.

При увеличении напряжения в цепи переменного тока сила тока будет увеличиваться так же, как и при постоянном токе. В цепи переменного тока содержащем активное сопротивление, конденсатор и катушка индуктивности будет оказываться сопротивление току. Сопротивление оказывает и катушка индуктивности, и конденсатор, и резистор. При расчёте общего сопротивления всё это надо учитывать. Основываясь на этом закон Ома для переменного тока формулируется следующим образом: значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи.

Если цепь содержит активное сопротивление, катушку и конденсатор соединенные последовательно, то полное сопротивление равно

Закон Ома для электрической цепи переменного тока записывается имеет вид:

Преимущество применения переменного тока заключается в том, что он передаётся потребителю с меньшими потерями.

В электрической цепи постоянного тока зная напряжение на зажимах потребителя и протекающий ток можем легко определить потребляемую мощность, умножив величину тока на напряжение. В цепи переменного тока мощность равна произведению напряжения на силу тока и на коэффициент мощности.

Мощность цепи переменного тока

Величина cosφ – называется коэффициентом мощности

Коэффициент мощности показывает какая часть энергии преобразуется в другие виды. Коэффициент мощности находят с помощью фазометров. Уменьшение коэффициента мощности приводит к увеличению тепловых потерь. Для повышения коэффициента мощности электродвигателей параллельно им подключают конденсаторы. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока создают противоположные сдвиги фаз. При одновременном включении конденсатора и катушки индуктивности происходит взаимная компенсация сдвига фаз и повышение коэффициента мощности. Повышение коэффициента мощности является важной народнохозяйственной задачей.

Разбор типовых тренировочных заданий

1. Рамка вращается в однородном магнитном поле. ЭДС индукции, возникающая в рамке, изменяется по закону e=80 sin 25πt. Определите время одного оборота рамки.

Дано: e=80 sin 25πt.

Колебания ЭДС индукции в цепи переменного тока происходят по гармоническому закону

Согласно данным нашей задачи:

Время одного оборота, т.е. период связан с циклической частотой формулой:

Подставляем числовые данные:

2. Чему равна амплитуда силы тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление 1 кОм и конденсатор емкости С = 1 мкФ, если действующее значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?

Напишем закон Ома для переменного тока:

Для амплитудных значений силы тока и напряжения, мы можем записать I_m=U_m/Z?

Полное сопротивление цепи равно:

Подставляя числовые данные находим полное сопротивление Z≈3300 Ом. Так как действующее значение напряжения равно:

то после вычислений получаем I_m ≈0,09 Ом.

2. Установите соответствие между физической величиной и прибором для измерения.

Источник

Конспект урока по теме «Переменный ток. Параметры, характеризующие переменный ток. Графическое изображение переменного тока»

Разделы: Физика

Тип урока – формирование новых знаний.

Оборудование:

• таблица “Принцип работы генератора переменного тока”,
• видеофрагмент “Переменный ток против постоянного”,
• модель генератора переменного тока.

Цель урока:

• изучить устройство и принцип работы генератора переменного тока, определение переменного тока, параметры, характеризующие ток (амплитуда, период, частота, фаза), сформировать умение аналитическим и графическим методом определять параметры переменного тока;
• развивать умение анализировать и классифицировать полученную информацию, пользоваться справочной литературой.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний. (Слайды 1,2)

1. Проводник находится в электрическом поле. Как движутся в нём свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательное движение
Б. Хаотично
В. Упорядоченно

2. Что принято за направление электрического тока?

А. Направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц.
Б. Направление упорядоченного движения отрицательно заряженных частиц.
В. Определённого ответа дать нельзя.

3. Какова роль источника тока в электрической цепи?

А. Порождает заряженные частицы.
Б. Создаёт и поддерживает разность потенциалов в электрической цепи.
В. Разделяет положительные и отрицательные заряды.

4. В проводнике отсутствуют электрическое поле. Как движутся в нём свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательное движение.
Б. Хаотично.
В. Упорядоченно.

5. Какие силы вызывают разделение зарядов в источнике тока?

А. Кулоновские силы отталкивания.
Б. Сторонние (неэлектрические) силы.
В. Кулоновские силы отталкивания и сторонние (неэлектрические) силы.

3. Сообщение цели и плана урока.

Мы повторили материал о постоянном электрическом токе, а теперь изучим переменный электрический ток. (Слайды 3,4)

знать:

• определение переменного тока
• параметры переменного тока (амплитуда, период, частота, фаза)
• способ получения переменного тока

уметь:

• определять параметры переменного тока
• строить по данным таблицы и читать график переменного тока

4. Изучение нового материала.

До конца XIX века использовались только источники постоянного тока – химические элементы и генераторы. Это ограничивало возможности передачи электрической энергии на большие расстояния. Проблема была решена при использовании переменного тока и трансформаторов.

Переменный ток – это ток, изменение которого по величине и направлению повторяется периодически через равные промежутки времени и который характеризуется амплитудой, периодом, частотой, фазой.

Амплитуда – максимальное значение физической величины.(обозначают прописными буквами с индексом m: Im, Um, Em

Период – время, в течение которого переменный ток совершает полный цикл своих изменений. Т – период, с.

Частота – это число периодов в секунду . f – частота, Гц.

f = 50Гц– промышленная частота переменного тока в России.

Это интересно. (Слайд 7).

(Сообщение студента о выборе промышленной частоты в других странах).

Рассмотрим примеры параметров переменного тока. (Слайд 8)

i= 5sin (2 f t + 0) =5sin(2 50t+ 0 )=

Получение (генерирование) переменного тока.

Честь создания генераторов переменного тока, совершивших революцию в электротехнике, принадлежит сербу Н. Тесле и русскому инженеру М.О. Доливо-Добровольскому.

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции (ЭМИ).

Устройство генератора переменного тока. (Слайд 11)

1. Обмотка статора с большим числом витков, размещенных в его пазах. В ней наводится ЭДС.
2. Станина, внутри которой размещены статор и ротор.
3. Ротор (вращающаяся часть генератора) создаёт магнитное поле от электромашины постоянного тока.
4. Статор состоит из отдельных пластин для уменьшения нагрева от вихревых токов. Пластины – из электротехнической стали.
5. Клеммный щиток на корпусе станины для снятия напряжения.

При равномерном вращении ротора в обмотках статора наводится ЭДС:

е = E sin t = BS N sin 2 nt,

где e = BS N – максимальное значение ЭДС; n – число оборотов ротора в секунду; N – число витков обмотки статора.

Вырабатываемое напряжение в промышленных генераторах — В.

При вращении рамки в магнитном поле меняется магнитный поток. В рамке наводится переменная ЭДС индукции. Если цепь замкнута, то возникает индуктивный ток, который непрерывно меняется по модулю, а через 1 /₂ Т – по направлению.

Вынужденные электрические колебания, возникшие в цепях под действием напряжения, осуществляются по синусоидальному закону u = sin t или u = cos t.

Построение графика синусоидального тока по данным таблицы.

Источник



Однофазный синусоидальный ток — презентация

Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемГерасим Сыромятников

Похожие презентации

Презентация на тему: » Однофазный синусоидальный ток» — Транскрипт:

1 Преподаватель НКСЭ Кривоносова Н.В.

2 Переменным током (напряжением, ЭДС и т.д.) называется ток (напряжение, ЭДС и т.д.), изменяющийся во времени.

3 Токи, значения которых повторяются через равные промежутки времени в одной и той же последовательности, называются периодическими

4 Цепями переменного синусоидального тока называют электрические цепи, в которых ЭДС, напряжения и токи изменяются во времени по синусоидальному закону i= I m sin(ωt+ψ)

5 i мгновенное значение тока, I m его амплитуда, ω угловая частота, ψ начальная фаза i= I m sin (ωt+ψ)

6 Мгновенное значение тока i (напряжения u, э.д.с. е) – значение в любой момент времени Амплитудное значение тока I m (U m, Е m ) – максимальное амплитудное значение

7 Период Т – промежуток времени, в течение которого ток совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку мгновенное значение. Единицы измерения: — секунда (с); — миллисекунда (мс); — микросекунда (мкс)

8 Амплитуда и период

9 Угловая частота ω – характеризует скорость вращения катушки генератора в магнитном поле ω =2π/Т Единицы измерения: рад/с

10 α = ωt α – угол между плоскостью катушки генератора и нейтральной плоскостью ОО о

11 Циклическая частота f – величина, обратная периоду Т, характеризует число полных колебаний тока за 1 с f = 1/Т Единицы измерения: Герц (Гц)

12 Исходя из ω =2π/Т и f = 1/Т получим: ω =2π f Промышленная частота f = 50 Гц, что соответствует ω = 314 рад/с

13 Действующее значение переменного тока I (E, U) – значение силы тока (напряжения, э.д.с.) в 2 раз меньше амплитудного значения I = I m | 2

14 Величина действующего значения переменного тока равна величине постоянного тока, который, проходя через одно и то же сопротивление в течение одного времени, что и рассматриваемый переменный ток, выделяет одинаковое с ним количество теплоты.

15 Фаза – значение аргумента синусоидальной функции (ωt+ψ е1 ) и (ωt+ψ е2 ), рисунки 1, 2

0; ψ е2 » title=»Начальная фаза – значение фазы в начальный момент времени (t=0) ψ е1 и ψ е2 ( ψ е1 >0; ψ е2 » > 16 Начальная фаза – значение фазы в начальный момент времени (t=0) ψ е1 и ψ е2 ( ψ е1 >0; ψ е2 0; ψ е2 «> 0; ψ е2 «> 0; ψ е2 » title=»Начальная фаза – значение фазы в начальный момент времени (t=0) ψ е1 и ψ е2 ( ψ е1 >0; ψ е2 «>

17 Угол сдвига фаз φ- разность фазовых углов, равная разности начальных фаз двух синусоидальных величин одной частоты Для синусоидальных ЭДС е1 и е2 (рисунки 1 и 2) угол сдвига фаз: φ = (ωt+ψ е1 ) — (ωt+ψ е2 ) = ψ е1 — ψ е2

18 Векторная диаграмма – это совокупность векторов, соответствующих нулевому моменту времени, изображающих синусоидальные ЭДС, напряжение и ток одинаковой частоты

19 Примеры векторных диаграмм токов и напряжений

20 Векторные диаграммы служат для определения соотношений между действующими значениями напряжений и токов Векторные диаграммы строятся для действующих значений (уменьшение амплитудного значения в 2 раз)

21 — значительно упростить действия над синусоидальными величинами; — наглядно показать начальные фазы синусоидальных величин и сдвиг фаз между ними;

22 — сложение и вычитание мгновенных значений величин можно заменить сложением и вычитанием векторов; — длины векторов соответствуют действующим значениям тока, напряжения и ЭДС

23 Какой ток называется переменным? Перечислите параметры переменного синусоидального тока, назовите единицы измерения. Что такое действующее значение переменного тока (эдс, напряжения и др.)? Что такое векторная диаграмма? Каково назначение векторных диаграмм?

Источник