|
|
(1 промежуточная версия не показана) | Строка 1: |
Строка 1: |
| <metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс, урок, на Тему, Переменный электрический ток </metakeywords> | | <metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс, урок, на Тему, Переменный электрический ток </metakeywords> |
| | | |
- | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Переменный электрический ток ''' | + | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Переменный электрический ток ''' <br> <br> |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
| | | |
| <br> | | <br> |
| | | |
- | '''§ 31 ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК'''<br> <br>Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают, и поэтому они практически не используются. Напротив, незатухающие вынужденные колебания имеют огромное практическое значение. | + | '''§ 31 ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК'''<br> <br>Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают, и поэтому они практически не используются. Напротив, незатухающие вынужденные колебания имеют огромное практическое значение. |
| | | |
- | Переменный ток в осветительной сети квартиры, применяемый па заводах и фабриках и т. д., представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону.<br> | + | [[Переменный_электрический_ток|Переменный ток]] в осветительной сети квартиры, применяемый па заводах и фабриках и т. д., представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону.<br> |
| | | |
- | Колебания напряжения легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать напряжение от сети, то временная развертка на экране будет представлять собой синусоиду (рис. 4.8). Зная скорость движения луча по экрану в горизонтальном направлении (она определяется частотой пилообразного напряжения), можно вычислить частоту колебаний. Частота переменного тока — это число колебаний в 1 с. <br><br>[[Image:8.02-58.jpg]]<br><br>Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз идет в одну сторону и 50 раз — в противоположную. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц. | + | Колебания напряжения легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать напряжение от сети, то временная развертка на экране будет представлять собой синусоиду (рис. 4.8). Зная скорость движения луча по экрану в горизонтальном направлении (она определяется частотой пилообразного напряжения), можно вычислить [[Механические_колебания|частоту колебаний]]. Частота переменного тока — это число колебаний в 1 с. <br><br>[[Image:8.02-58.jpg|осциллограф]]<br><br>Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз идет в одну сторону и 50 раз — в противоположную. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц. |
| | | |
- | Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то и напряженность электрического поля внутри проводников будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь, вызывают гармонические колебания скорости упорядоченного движения ааряженных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока.<br><br>[[Image:8.02-59.jpg]]<br><br>Но при изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенноно всей цепи. Изменения поля распространяются хотя и с очень большой, но не с бесконечно большой скоростью. | + | Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то и напряженность электрического поля внутри проводников будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь, вызывают гармонические колебания скорости упорядоченного движения заряженных частиц и, следовательно, [[Гармонические_колебания|гармонические колебания]] силы тока.<br><br>[[Image:8.02-59.jpg|Переменный электрический ток]]<br><br>Но при изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенно по всей цепи. Изменения поля распространяются хотя и с очень большой, но не с бесконечно большой скоростью. |
| | | |
- | Однако, если время распространения изменений поля в цепи много меньше периода колебаний напряжения, можно считать, что электрическое поле во всей цепи сразу же меняется при изменении напряжения на концах цепи. При этом сила тока в данный момент времени будет иметь практически одно и то же значение во всех сечениях неразветвленной цепи.<br> | + | Однако, если время распространения изменений поля в цепи много меньше периода колебаний напряжения, можно считать, что электрическое поле во всей цепи сразу же меняется при изменении напряжения на концах цепи. При этом сила тока в данный момент времени будет иметь практически одно и то же значение во всех сечениях не разветвленной цепи.<br> |
| | | |
- | Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, врапдающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генератора переменного тока. Поток магнитной индукции Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью S, пропорционален косинусу угла а между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции (рис. 4.9):<br><br>Ф = BS cos [[Image:7.02-6.jpg]].<br><br>При равномерном вращении рамки угол а увеличивается прямо пропорционально времени:<br><br>[[Image:7.02-6.jpg]] = [[Image:7.02-28.jpg]]t,<br><br>где [[Image:7.02-28.jpg]] — угловая скорость вращения рамки. Поток магнит ной индукции меняется по гармоническому закону:<br><br>Ф = BS cos [[Image:7.02-28.jpg]]t.<br><br>Здесь величина[[Image:7.02-28.jpg]] играет уже роль циклической частоты. | + | Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генератора переменного тока. Поток [[Вектор_магнитной_индукции._Линии_магнитной_индукции|магнитной индукции]] Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью S, пропорционален косинусу угла а между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции (рис. 4.9):<br><br>Ф = BS cos [[Image:7.02-6.jpg]].<br><br>При равномерном вращении рамки угол а увеличивается прямо пропорционально времени:<br><br>[[Image:7.02-6.jpg]] = [[Image:7.02-28.jpg]]t,<br><br>где [[Image:7.02-28.jpg]] — угловая скорость вращения рамки. Поток магнит ной индукции меняется по гармоническому закону:<br><br>Ф = BS cos [[Image:7.02-28.jpg]]t.<br><br>Здесь величина[[Image:7.02-28.jpg]] играет уже роль циклической частоты. |
| | | |
- | Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «-» скорости илме нения потока магнитной индукции, т. е. производной потока магнитной индукции по времени:<br><br>[[Image:8.02-60.jpg]]<br><br>Если к рамке подключить колебательный контур, то угловая скорость [[Image:7.02-28.jpg]] вращения рамки определит частоту [[Image:7.02-28.jpg]] колебаний значений ЭДС, напряжения на paзличныx участках цепи и силы тока. | + | Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «-» скорости изменения потока магнитной индукции, т. е. производной потока магнитной индукции по времени:<br><br>[[Image:8.02-60.jpg]]<br><br>Если к рамке подключить колебательный контур, то угловая скорость [[Image:7.02-28.jpg]] вращения рамки определит частоту [[Image:7.02-28.jpg]] колебаний значений ЭДС, напряжения на paзличныx участках цепи и силы тока. |
| | | |
- | Мы будем изучать в дальнейшем вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, меняющегося с циклической частотой ю по закону синуса или косинуса:<br><br>u = U<sub>m</sub> sin [[Image:7.02-28.jpg]]t<br>или<br><br>u = U<sub>m</sub> cos [[Image:7.02-28.jpg]]t, (4.14)<br><br>где U<sub>m</sub>— амплитуда напряжения, т. е. максимальное по модулю значение напряжения. | + | Мы будем изучать в дальнейшем вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, меняющегося с циклической частотой ю по закону синуса или косинуса:<br><br>u = U<sub>m</sub> sin [[Image:7.02-28.jpg]]t<br>или<br><br>u = U<sub>m</sub> cos [[Image:7.02-28.jpg]]t, (4.14)<br><br>где U<sub>m</sub>— амплитуда напряжения, т. е. максимальное по модулю значение напряжения. |
| | | |
- | Если напряжение меняется с циклической частотой [[Image:7.02-28.jpg]], то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой. Но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока і в любой момент времени (мгновенное значение силы тока) определяется по формуле<br><br>[[Image:8.02-61.jpg]]<br><br>Здесь I<sub>m</sub> - амплитуда силы тока, т. е. максимальное по модулю значение силы тока, а [[Image:7.02-29.jpg]]<sub>c</sub> — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения. | + | Если напряжение меняется с циклической частотой [[Image:7.02-28.jpg]], то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой. Но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока і в любой момент времени (мгновенное значение силы тока) определяется по формуле<br><br>[[Image:8.02-61.jpg]]<br><br>Здесь I<sub>m</sub> - амплитуда [[Сила_тока|силы тока]], т. е. максимальное по модулю значение силы тока, а [[Image:7.02-29.jpg]]<sub>c</sub> — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения. |
| | | |
- | В промышленных цепях переменного тока сила тока и напряжение меняются гармонически с частотой v = 50 Гц. Перемошое напряжение на концах цепи создается генераторами на электростанциях. | + | В промышленных цепях переменного тока сила тока и напряжение меняются гармонически с частотой v = 50 Гц. Переменное напряжение на концах цепи создается генераторами на электростанциях. |
| | | |
- | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. При каких условиях в электрической цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания!<br>2. Одинаково ли мгновенное значение силы переменного тока в данный момент времени во всех участках неразветвленной цепи!<br><br><br><br><br> | + | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. При каких условиях в электрической цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания!<br>2. Одинаково ли мгновенное значение силы переменного тока в данный момент времени во всех участках не разветвленной цепи!<br><br><br><br><br> |
| | | |
| <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' | | <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' |
Строка 49: |
Строка 47: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников |
- |
| + | |
| '''<u>Иллюстрации</u>''' | | '''<u>Иллюстрации</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' |
Строка 71: |
Строка 69: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми |
- |
| + | |
| '''<u>Только для учителей</u>''' | | '''<u>Только для учителей</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' |
Текущая версия на 10:42, 2 июля 2013
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Переменный электрический ток
§ 31 ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают, и поэтому они практически не используются. Напротив, незатухающие вынужденные колебания имеют огромное практическое значение.
Переменный ток в осветительной сети квартиры, применяемый па заводах и фабриках и т. д., представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону.
Колебания напряжения легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать напряжение от сети, то временная развертка на экране будет представлять собой синусоиду (рис. 4.8). Зная скорость движения луча по экрану в горизонтальном направлении (она определяется частотой пилообразного напряжения), можно вычислить частоту колебаний. Частота переменного тока — это число колебаний в 1 с.
Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз идет в одну сторону и 50 раз — в противоположную. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц.
Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то и напряженность электрического поля внутри проводников будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь, вызывают гармонические колебания скорости упорядоченного движения заряженных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока.
Но при изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенно по всей цепи. Изменения поля распространяются хотя и с очень большой, но не с бесконечно большой скоростью.
Однако, если время распространения изменений поля в цепи много меньше периода колебаний напряжения, можно считать, что электрическое поле во всей цепи сразу же меняется при изменении напряжения на концах цепи. При этом сила тока в данный момент времени будет иметь практически одно и то же значение во всех сечениях не разветвленной цепи.
Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генератора переменного тока. Поток магнитной индукции Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью S, пропорционален косинусу угла а между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции (рис. 4.9):
Ф = BS cos .
При равномерном вращении рамки угол а увеличивается прямо пропорционально времени:
= t,
где — угловая скорость вращения рамки. Поток магнит ной индукции меняется по гармоническому закону:
Ф = BS cos t.
Здесь величина играет уже роль циклической частоты.
Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «-» скорости изменения потока магнитной индукции, т. е. производной потока магнитной индукции по времени:
Если к рамке подключить колебательный контур, то угловая скорость вращения рамки определит частоту колебаний значений ЭДС, напряжения на paзличныx участках цепи и силы тока.
Мы будем изучать в дальнейшем вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, меняющегося с циклической частотой ю по закону синуса или косинуса:
u = Um sin t или
u = Um cos t, (4.14)
где Um— амплитуда напряжения, т. е. максимальное по модулю значение напряжения.
Если напряжение меняется с циклической частотой , то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой. Но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока і в любой момент времени (мгновенное значение силы тока) определяется по формуле
Здесь Im - амплитуда силы тока, т. е. максимальное по модулю значение силы тока, а c — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.
В промышленных цепях переменного тока сила тока и напряжение меняются гармонически с частотой v = 50 Гц. Переменное напряжение на концах цепи создается генераторами на электростанциях.
1. При каких условиях в электрической цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания! 2. Одинаково ли мгновенное значение силы переменного тока в данный момент времени во всех участках не разветвленной цепи!
Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.
Сборник конспектов уроков по физике скачать, календарно-тематическое планирование, учебники по всем предметам онлайн
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|