ალტერნატიული და ელექტრო დენის პრეზენტაცია. მულტიმედიური პრეზენტაცია AC. ახალი მასალის ახსნა

პრეზენტაციის გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში და შედით მასში: https://accounts.google.com

სლაიდის წარწერები:

ფიზიკის მასწავლებელი MSGU ეკატერინა ვლადიმეროვნა ალექსეევა პრეზენტაცია ფიზიკაზე

საპრეზენტაციო თემები 1) ალტერნატიული ელექტრული დენი. 2) აქტიური წინააღმდეგობა. დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები. 3) კონდენსატორი AC წრეში. 4) ინდუქტორი ალტერნატიული დენის წრედში.

როგორც ვიცით, დენი (ელექტრული) შეიძლება იყოს ალტერნატიული ან მუდმივი. ალტერნატიული დენი (ინგლ. ალტერნატიული დენი) არის ელექტრული დენი, რომელიც პერიოდულად იცვლება სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით. ამჟამად, ალტერნატიული ელექტრული დენი ძალიან ფართოდ გამოიყენება. მისი მიღება შესაძლებელია ალტერნატიული დენის ელექტრული გენერატორების გამოყენებით ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ეფექტის გამოყენებით. ფიგურაში ნაჩვენებია პრიმიტიული ინსტალაცია ალტერნატიული დენის წარმოქმნისთვის. ინსტალაციის მუშაობის პრინციპი მარტივია. მავთულის ჩარჩო ბრუნავს ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მუდმივი სიჩქარით. ჩარჩოს ბოლოები ფიქსირდება რგოლებზე, რომლებიც ბრუნავს მასთან ერთად. ზამბარები, რომლებიც მოქმედებს როგორც კონტაქტები, მჭიდროდ ერგება რგოლებს. ცვალებადი მაგნიტური ნაკადი განუწყვეტლივ მიედინება ჩარჩოს ზედაპირზე, მაგრამ ელექტრომაგნიტის მიერ შექმნილი ნაკადი მუდმივი დარჩება. ამასთან დაკავშირებით, ჩარჩოში წარმოიქმნება ინდუცირებული ემფ. ალტერნატიული დენი ასევე ეხება დენს ჩვეულებრივ ერთ და სამფაზიან ქსელებში. ამ შემთხვევაში, დენის და ძაბვის მყისიერი მნიშვნელობები იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით. ალტერნატიული ელექტრო დენი

ალტერნატიული დენიბინის განათების ქსელში, რომელიც გამოიყენება ქარხნებში და ქარხნებში და ა.შ., სხვა არაფერია თუ არა იძულებითი ელექტრომაგნიტური რხევები. ამ ძაბვის რყევების აღმოჩენა ადვილია ოსცილოსკოპის გამოყენებით (ნახ. 4.8) სამრეწველო ალტერნატიული დენის სტანდარტული სიხშირეა 50 ჰც. ეს ნიშნავს, რომ 1 წამის განმავლობაში დენი მიედინება 50-ჯერ ერთი მიმართულებით და 50-ჯერ საპირისპირო მიმართულებით. 50 ჰც სიხშირე მიღებულია სამრეწველო დენისთვის მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში. აშშ-ში მიღებული სიხშირეა 60 ჰც. თუ წრედის ბოლოებზე ძაბვა იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით, მაშინ ძაბვა ელექტრული ველიდირიჟორების შიგნითაც ჰარმონიულად შეიცვლება. განათების ქსელის სოკეტებში ალტერნატიული ძაბვა იქმნება ელექტროსადგურების გენერატორების მიერ. მავთულის ჩარჩო, რომელიც ბრუნავს მუდმივ ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში, შეიძლება ჩაითვალოს უმარტივესი მოდელიალტერნატიული დენის გენერატორი. მაგნიტური ინდუქციის F ნაკადი, რომელიც შეაღწევს S ფართობის მავთულის ჩარჩოს, პროპორციულია a კუთხის კოსინუსის ნორმალურ ჩარჩოსა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს შორის (ნახ. 4.9): Ф = BScos a კუთხის ერთგვაროვანი ბრუნვით. ჩარჩო, კუთხე a იზრდება დროის პირდაპირპროპორციულად: a = 2П nt, სადაც n – ბრუნვის სიხშირე. ამიტომ, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი ჰარმონიულად იცვლება: Ф = BS cos 2 П nt, აქ 2П n არის მაგნიტური ნაკადის რხევების რაოდენობა 2П წმ-ში. ეს არის რხევების ციკლური სიხშირე w=2 П n => Ф = BScoswt

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის მიხედვით, ჩარჩოში ინდუქციური ემფ ტოლია მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის ცვლილების სიჩქარის აღებული „-“ ნიშნით, ანუ მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის წარმოებული დროის მიმართ: თუ რხევითი წრე უკავშირდება ჩარჩოს, შემდეგ ჩარჩოს ბრუნვის კუთხური სიჩქარე w განსაზღვრავს EMF მნიშვნელობების რხევების w სიხშირეს, წრედის სხვადასხვა ნაწილში ძაბვას და დენის სიძლიერეს. თუ ძაბვა იცვლება ციკლური სიხშირით, მაშინ წრეში დენი შეიცვლება იგივე სიხშირით. მაგრამ დენის რყევები სულაც არ უნდა იყოს ძაბვის რყევების ფაზაში. ამიტომ, ზოგად შემთხვევაში, მიმდინარე სიძლიერე i ნებისმიერ დროს (დენის სიძლიერის მყისიერი მნიშვნელობა) განისაზღვრება ფორმულით აქ I m არის დენის სიძლიერის ამპლიტუდა, ანუ დენის სიძლიერის მაქსიმალური აბსოლუტური მნიშვნელობა და არის ფაზის სხვაობა (ცვლა) დენის სიძლიერისა და დაძაბულობის რყევებს შორის.

აქტიური წინააღმდეგობა. დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები. მოდით გადავიდეთ იმ პროცესების უფრო დეტალურ განხილვაზე, რომლებიც ხდება წრედში, რომელიც დაკავშირებულია ალტერნატიულ ძაბვის წყაროსთან. დენის სიძლიერე მნიშვნელობაში რეზისტორთან. მოდით, წრე შედგებოდეს შემაერთებელი მავთულისა და დაბალი ინდუქციურობის და მაღალი წინააღმდეგობის R დატვირთვისგან (ნახ. 4.10). ამ რაოდენობას, რომელსაც აქამდე ვეძახით ელექტრულ წინააღმდეგობას ან უბრალოდ წინააღმდეგობას, ახლა აქტიურ წინააღმდეგობას ვუწოდებთ. წინააღმდეგობას R ეწოდება აქტიური, რადგან დატვირთვის არსებობისას, რომელსაც აქვს ეს წინააღმდეგობა, წრე შთანთქავს გენერატორიდან მომდინარე ენერგიას. ეს ენერგია გადაიქცევა გამტარების შიდა ენერგიად - ისინი თბება. ჩავთვლით, რომ ძაბვა მიკროსქემის ტერმინალებზე იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით: u = U m cos w t

როგორც პირდაპირი დენის შემთხვევაში, დენის მყისიერი მნიშვნელობა პირდაპირპროპორციულია ძაბვის მყისიერი მნიშვნელობისა. ამიტომ დენის მყისიერი მნიშვნელობის საპოვნელად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ოჰმის კანონი: აქტიური წინააღმდეგობის მქონე გამტარში დენის რყევები ემთხვევა ფაზაში ძაბვის რყევებს (ნახ. 4.1 7), ხოლო დენის ამპლიტუდა განისაზღვრება თანასწორობით. სიმძლავრე რეზისტორით წრეში. სამრეწველო სიხშირის ალტერნატიული დენის წრეში (v = 50 Hz) დენი და ძაბვა შედარებით სწრაფად იცვლება. ამიტომ, როდესაც დენი გადის გამტარში, როგორიცაა ნათურის ძაფი, გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობა ასევე სწრაფად შეიცვლება დროთა განმავლობაში. მაგრამ ჩვენ ვერ ვამჩნევთ ამ სწრაფ ცვლილებებს. როგორც წესი, ჩვენ უნდა ვიცოდეთ მიკროსქემის მონაკვეთზე საშუალო დენის სიმძლავრე დიდი ხნის განმავლობაში, მრავალი პერიოდის ჩათვლით. ამისათვის საკმარისია იპოვოთ საშუალო სიმძლავრე ერთი პერიოდის განმავლობაში. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში საშუალო სიმძლავრის მიხედვით, ალტერნატიული დენი გაგებულია, როგორც წრეში შესული მთლიანი ენერგიის თანაფარდობა პერიოდის განმავლობაში. სიმძლავრე DC წრეში R წინააღმდეგობის მქონე მონაკვეთში განისაზღვრება ფორმულით: P = I 2 R. (4.18)

ძალიან მოკლე დროში, ალტერნატიული დენი შეიძლება ჩაითვალოს თითქმის მუდმივი. მაშასადამე, მყისიერი სიმძლავრე ალტერნატიული დენის წრეში აქტიური წინააღმდეგობის R განყოფილებაში განისაზღვრება ფორმულით: P = i 2 R. (4.19) ვიპოვოთ სიმძლავრის საშუალო მნიშვნელობა პერიოდის განმავლობაში. ამისათვის ჩვენ ჯერ გადავიყვანთ ფორმულას (4.19), ჩავანაცვლებთ გამოხატულებას (4.16) მიმდინარე სიძლიერით და ვიყენებთ მათემატიკიდან ცნობილი მიმართებას.

საშუალო სიმძლავრე უდრის ფორმულაში პირველ წევრს (4.20) დენის სიმძლავრის კვადრატის საშუალო მნიშვნელობის კვადრატული ფესვის ტოლ სიდიდეს ეწოდება ალტერნატიული დენის სიძლიერის ეფექტური მნიშვნელობა. ალტერნატიული დენის სიძლიერის ეფექტური მნიშვნელობა აღინიშნება I-ით: ალტერნატიული დენის სიძლიერის ეფექტური მნიშვნელობა უდრის ისეთი პირდაპირი დენის სიძლიერეს, რომ გამტარში გამოთავისუფლდეს იგივე რაოდენობა, როგორც ალტერნატიული დენის დროს. ალტერნატიული ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობა განისაზღვრება დენის ეფექტური მნიშვნელობის მსგავსად:

დენის და ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობების ჩანაცვლებით (4.17) ფორმულაში მათი ეფექტური მნიშვნელობებით, ვიღებთ ომის კანონს ალტერნატიული დენის წრედის მონაკვეთისთვის რეზისტორთან. როგორც მექანიკურ ვიბრაციაში, ელექტრული ვიბრაციების შემთხვევაში ჩვენ ჩვეულებრივ ვართ. არ აინტერესებს დენის, ძაბვის და სხვა რაოდენობების მნიშვნელობები დროის ყოველ მომენტში. Მნიშვნელოვანი Ზოგადი მახასიათებლებირხევები, როგორიცაა ამპლიტუდა, პერიოდი, სიხშირე, დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები, საშუალო სიმძლავრე. ეს არის დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები, რომლებიც აღირიცხება ამპერმეტრებით და ალტერნატიული დენის ვოლტმეტრებით. გარდა ამისა, ეფექტური მნიშვნელობები უფრო მოსახერხებელია, ვიდრე მყისიერი მნიშვნელობები, ასევე, რადგან ისინი პირდაპირ განსაზღვრავენ ალტერნატიული დენის სიმძლავრის საშუალო მნიშვნელობას P: P = I 2 R = UI.

კონდენსატორი AC წრეში პირდაპირი დენი არ შეიძლება გადიოდეს კონდენსატორის შემცველ წრეში. მართლაც, სინამდვილეში, ამ შემთხვევაში წრე ღიაა, რადგან კონდენსატორის ფირფიტები გამოყოფილია დიელექტრიკით. ალტერნატიული დენი შეიძლება გადიოდეს კონდენსატორის შემცველ წრეში. ეს შეიძლება დადასტურდეს მარტივი ექსპერიმენტით. მოდით გვქონდეს პირდაპირი და ალტერნატიული ძაბვის წყაროები და მუდმივი ძაბვა წყაროს ტერმინალებზე უდრის ალტერნატიული ძაბვის ეფექტურ მნიშვნელობას. წრე შედგება კონდენსატორისა და ინკანდესენტური ნათურისგან (ნახ. 4.13), რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. პირდაპირი ძაბვის ჩართვისას (გამრთველი გადართულია მარცხნივ, წრე უკავშირდება AA წერტილებს"), ნათურა არ ანათებს. მაგრამ როდესაც ცვლადი ძაბვა ჩართულია (გამრთველი ჩართულია მარჯვნივ. წრე უკავშირდება BB წერტილებს"), ნათურა ანათებს, თუ კონდენსატორის ტევადობა საკმარისად დიდია.

როგორ შეიძლება ალტერნატიული დენი გადიოდეს წრედში, თუ ის რეალურად ღიაა (მუხტები ვერ მოძრაობს კონდენსატორის ფირფიტებს შორის)? საქმე ის არის, რომ კონდენსატორი პერიოდულად იტენება და იხსნება ალტერნატიული ძაბვის გავლენის ქვეშ. დენი, რომელიც მიედინება წრეში, როდესაც კონდენსატორის დატენვა ხდება, ათბობს ნათურის ძაფს. მოდით დავადგინოთ, როგორ იცვლება დენის სიძლიერე დროთა განმავლობაში წრეში, რომელიც შეიცავს მხოლოდ კონდენსატორის, თუ კონდენსატორის სადენების და ფირფიტების წინააღმდეგობა შეიძლება უგულებელვყოთ (ნახ. 4.14). ძაბვა კონდენსატორზე დენის სიძლიერე, რომელიც არის მუხტის წარმოებული დროის მიმართ, უდრის: მაშასადამე, დენის რყევები წინ არის კონდენსატორზე ძაბვის რყევების ფაზაში (ნახ. 4.15).

I m = U m C (4.29) დენის ამპლიტუდა უდრის: თუ შემოვიყვანთ აღნიშვნას: და დენის და ძაბვის ამპლიტუდების ნაცვლად გამოვიყენოთ მათი ეფექტური მნიშვნელობები, მივიღებთ: X c-ის მნიშვნელობას, შებრუნებულს. ციკლური სიხშირისა და კონდენსატორის ელექტრული ტევადობის C პროდუქტის ტევადობა ეწოდება. დენის ეფექტური მნიშვნელობა დაკავშირებულია კონდენსატორზე ძაბვის ეფექტურ მნიშვნელობასთან ისევე, როგორც დენი და ძაბვა დაკავშირებულია ოჰმის კანონის მიხედვით DC წრედის მონაკვეთისთვის. რაც უფრო დიდია კონდენსატორის სიმძლავრე, მით მეტია დატენვის დენი. ამის გამოვლენა ადვილია ნათურის ინკანდესცენციის გაზრდით, როგორც კონდენსატორის ტევადობა იზრდება. მიუხედავად იმისა, რომ კონდენსატორის წინააღმდეგობა პირდაპირი დენის მიმართ უსასრულოა, მის წინააღმდეგობას ალტერნატიული დენის მიმართ აქვს სასრული მნიშვნელობა X c. რაც იზრდება მოცულობა, ის მცირდება. ის ასევე მცირდება სიხშირის მატებასთან ერთად.კონდენსატორით წრედის წინაღობა უკუპროპორციულია ციკლური სიხშირისა და ელექტრული სიმძლავრის ნამრავლის. დენის რყევები წინ უსწრებს ძაბვის რყევებს ფაზაში

ინდუქტაცია AC წრეში ინდუქციურობა წრედში გავლენას ახდენს ალტერნატიული დენის სიძლიერეზე. ეს შეიძლება დადასტურდეს მარტივი ექსპერიმენტით. ავაწყოთ წრედი კოჭიდან მაღალი ინდუქციით და ელექტრული ინკანდესენტური ნათურით (სურ. 4.16). გადამრთველის გამოყენებით, თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ ეს წრე მუდმივი ძაბვის წყაროს ან ცვლადი ძაბვის წყაროს. ამ შემთხვევაში პირდაპირი ძაბვა და ალტერნატიული ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობა თანაბარი უნდა იყოს. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ნათურა ანათებს მუდმივი ძაბვის დროს. შესაბამისად, ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობა განხილულ წრეში ნაკლებია პირდაპირ დენზე. ეს განსხვავება აიხსნება თვითინდუქციის ფენომენით. თუ ძაბვა სწრაფად შეიცვლება, მაშინ დენის სიძლიერეს არ ექნება დრო, რომ მიაღწიოს იმ მნიშვნელობებს, რომლებსაც იგი დროთა განმავლობაში შეიძენდა მუდმივი ძაბვის დროს. შესაბამისად, ალტერნატიული დენის მაქსიმალური მნიშვნელობა (მისი ამპლიტუდა) შემოიფარგლება მიკროსქემის ინდუქციურობით და იქნება ნაკლები, რაც უფრო დიდი იქნება ინდუქციურობა და მით მეტია გამოყენებული ძაბვის სიხშირე.

მოდით განვსაზღვროთ დენის სიძლიერე წრედში, რომელიც შეიცავს ხვეულს, რომლის აქტიური წინააღმდეგობა შეიძლება უგულებელვყოთ (ნახ. 4.17). ამისათვის ჯერ ვპოულობთ კავშირს კოჭზე არსებულ ძაბვასა და მასში თვითინდუქციურ ემფს შორის. თუ კოჭის წინააღმდეგობა ნულის ტოლია, მაშინ დირიჟორის შიგნით ელექტრული ველის სიძლიერე ნებისმიერ დროს უნდა იყოს ნული. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ამჟამინდელი ძალა, ოჰმის კანონის მიხედვით, უსასრულოდ დიდი იქნებოდა. ველის სიძლიერე ნულის ტოლია შესაძლებელია, რადგან მორევის ელექტრული ველის სიძლიერე, რომელიც წარმოიქმნება ალტერნატიული მაგნიტური ველის მიერ თითოეულ წერტილში, სიდიდით ტოლია და მიმართულებით საპირისპიროა დირიჟორში შექმნილი მუხტების მიერ მდებარე კულონის ველის სიძლიერისა. წყაროს ტერმინალები და მიკროსქემის სადენებში. = - k i ტოლობიდან გამომდინარეობს, რომ მორევის ველის სპეციფიკური სამუშაო (ანუ თვითინდუქციური emf e i) სიდიდით ტოლია და ნიშნით საპირისპიროა კულონის ველის სპეციფიკური სამუშაოსთვის. იმის გათვალისწინებით, რომ კულონის ველის კონკრეტული სამუშაო ტოლია ძაბვის ძაბვის ბოლოებში, შეგვიძლია დავწეროთ: e і = - u. როდესაც დენი იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით: i = I m sin t თვითინდუქციური emf უდრის: e i = - L i " = - L l m cos t. ვინაიდან u = - e i, ძაბვა ბოლოებში. ხვეული თანაბარი აღმოჩნდება

შესაბამისად, ძაბვის რხევები კოჭზე წინ არის დენის რხევების ფაზაში ან, რაც იგივეა, დენის რხევები ძაბვის რხევებისგან ფაზაში ჩამორჩება (ნახ. 4.18) კოჭში დენის ამპლიტუდა უდრის: და დენის და ძაბვის ამპლიტუდების ნაცვლად, გამოვიყენოთ მათი ეფექტური მნიშვნელობები, შემდეგ მივიღებთ: მნიშვნელობა X L, რომელიც ტოლია ციკლური სიხშირისა და ინდუქციური ნამრავლის ნამრავლს, ეწოდება ინდუქციური რეაქტიულობა. ფორმულის მიხედვით (4.35), დენის ეფექტური მნიშვნელობა დაკავშირებულია ძაბვის ეფექტურ მნიშვნელობასთან და ინდუქციური რეაქტიულობით პირდაპირი დენის წრედისთვის ოჰმის კანონის მსგავსი დამოკიდებულებით. ინდუქციური რეაქტიულობა დამოკიდებულია სიხშირეზე.პირდაპირი დენი საერთოდ არ „ამჩნევს“ კოჭის ინდუქციურობას. = 0-ზე ინდუქციური რეაქტიულობა არის ნული (X L = 0). რაც უფრო სწრაფად იცვლება ძაბვა, მით მეტია თვითინდუქციური EMF და მით უფრო მცირეა დენის ამპლიტუდა. ინდუქტორი უზრუნველყოფს წინააღმდეგობას ალტერნატიული დენის მიმართ. ეს წინააღმდეგობა, რომელსაც ინდუქციური წინააღმდეგობა ეწოდება, ტოლია ციკლური სიხშირისა და ინდუქციურობის ნამრავლის. დენის სიძლიერის რყევები წრეში ინდუქციურობის ჩამორჩენით ფაზაში ძაბვის რყევებიდან

ალტერნატიული დენი არის იძულებითი ელექტრული რხევები. ალტერნატიული დენი, პირდაპირი დენისგან განსხვავებით, განუწყვეტლივ იცვლება სიდიდითაც და მიმართულებითაც და ეს ცვლილებები ხდება პერიოდულად, ანუ ზუსტად მეორდება დროის თანაბარ ინტერვალებში. წრეში იყოს დენის წყარო, რომლის ემფ პერიოდულად იცვლება. - ეს არის პერიოდული ცვლილებები დენის და ძაბვის ელექტრულ წრეში, რომელიც ხდება ალტერნატიული EMF-ის გავლენის ქვეშ. გარე წყაროალტერნატიული დენები შემდგომში განიხილება კვაზი-სტაციონარული, ანუ ყველა მყისიერ მნიშვნელობებამდე. ელექტრული რაოდენობითმოქმედებს DC კანონები.

შეუძლია თუ არა დენი შეიცვალოს დროთა განმავლობაში ისე, რომ დროის ყოველ მომენტში ის ერთნაირი იყოს წრედის თითოეულ წერტილში? დენი, ანუ მუხტების მიმართულების მოძრაობა გამოწვეულია ელექტრული ველით. მაშასადამე, t წრეში დენის დადგენის დრო განისაზღვრება მხოლოდ ელექტრული ველის გავრცელების სიჩქარით, ანუ c სინათლის სიჩქარით (L არის წრედის სიგრძე): t = L/c ამჯერად. უნდა შევადაროთ ელექტრული ველის ცვლილების დამახასიათებელ დროს (დენის წყაროს ძაბვა). პერიოდული ე. დ.ს. ეს დრო უბრალოდ ე.ზე ძაბვის რყევების პერიოდია. დ.ს. T. მაგალითად, ჩვენს ელექტრო ქსელებიძაბვა (და დენი) რხევა 50 ჰც სიხშირით, ანუ წამში 50-ჯერ. რხევის პერიოდი არის T = 0,02 წმ. მოდით, ჩვენი წრედის სიგრძე იყოს L = 100 მ. მაშინ t/T თანაფარდობა იქნება დაახლოებით 10 -5 - ეს არის ზუსტად ძალიან მცირე ფარდობითი შეცდომა, რომელსაც ჩვენ დავუშვებთ, თუ გამოვიყენებთ პირდაპირი დენის კანონებს ჩვენი წრედისთვის ალტერნატიული დენით. . ალტერნატიული დენი წრედში, რომლის მიმართებაც დაკმაყოფილებულია<

ალტერნატიული დენი არის ელექტრული დენი, რომელიც დროთა განმავლობაში იცვლება ჰარმონიული (სინუსოიდური) კანონის მიხედვით. I = I 0 ·sin(ω t+ φ), რხევების ამპლიტუდა სიხშირე რხევების რხევების ფაზა ფურიეს თეორემის მიხედვით ნებისმიერი რხევა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ჰარმონიული რხევების ჯამის სახით. ამრიგად, სინუსოიდური ან ჰარმონიული რხევები არის როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი, ასევე უმარტივესი ტიპის რხევები.

წინააღმდეგობა ალტერნატიული დენის წრეში მოდით, გარე წრეს ჰქონდეს ისეთი მცირე ინდუქციურობა და ტევადობა, რომ მათი უგულებელყოფა შეიძლება. მოდით საწყისი ფაზა φ = 0. წინააღმდეგობის გავლის დენი იცვლება კანონის მიხედვით: I = I 0 · sin (ω t + φ) Ohm-ის კანონის მიხედვით წრედ a Rδ: U = I · R = I 0 · R. · sin ω ტ. ამრიგად, წრედის მონაკვეთის ბოლოებზე ძაბვა ასევე იცვლება სინუსოიდური კანონის მიხედვით და ფაზური სხვაობა დენის I-სა და U ძაბვის რყევებს შორის არის ნული. U-ის მაქსიმალური მნიშვნელობაა: UU 00 R R = I= I 00 ·R·R ალტერნატიული დენის დაბალ სიხშირეებზე გამტარის აქტიური წინაღობა არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე და პრაქტიკულად ემთხვევა მის ელექტრულ წინააღმდეგობას პირდაპირი დენის წრეში.

შესაბამისად, აქტიური წინააღმდეგობის მქონე გამტარში, დენის რყევები ფაზაში ემთხვევა ძაბვის რყევებს, ხოლო დენის ამპლიტუდა უდრის ძაბვის ამპლიტუდას გაყოფილი წინააღმდეგობაზე:

ალტერნატიული დენის წრეში ძაბვის რყევების ამპლიტუდა შეიძლება გამოიხატოს მის ცალკეულ ელემენტებზე ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობებით ვექტორული დიაგრამის მეთოდის გამოყენებით. მოდით ავირჩიოთ დიაგრამის x ღერძი ისე, რომ ვექტორი, რომელიც წარმოადგენს დენის რყევებს, იყოს მიმართული ამ ღერძის გასწვრივ. შემდგომში მას დავარქმევთ მიმდინარე ღერძს. ვექტორული დიაგრამების მეთოდი I 0 ვინაიდან კუთხე φ ძაბვისა და დენის რხევებს შორის რეზისტორზე ნულია, ვექტორი, რომელიც წარმოადგენს ძაბვის რხევებს წინაღობაზე R მიმართული იქნება მიმდინარე ღერძის გასწვრივ. მისი სიგრძე უდრის I 0 · R.

კონდენსატორი ალტერნატიული დენის წრეში განვიხილოთ პროცესები, რომლებიც მიმდინარეობს ცვლადი დენის ელექტრულ წრეში კონდენსატორით. მოდით, ძაბვა იყოს გამოყენებული ტევადობაზე. ჩვენ უგულებელყოფთ მიკროსქემის ინდუქციურობას და მავთულის წინააღმდეგობას, ამიტომ კონდენსატორზე ძაბვა შეიძლება ჩაითვალოს გარე ძაბვის ტოლფასად. φ A - φ B = U = q/C, მაგრამ I = dq/dt, შესაბამისად dt. Iq I = I 0 · sin ω t მიმდინარე ცვლილებები კანონის მიხედვით, საიდანაც 00 0 cossin qt. მე dtt. Iq ინტეგრაციის მუდმივი q 0 აღნიშნავს თვითნებურ მუხტს, რომელიც არ არის დაკავშირებული დენის რყევებთან, ამიტომ შეგვიძლია ვივარაუდოთ q 0 =

) 2 sin(cos 000 t C I UTშესაბამისად, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვის რყევები ალტერნატიული დენის წრეში ჩამორჩება ფაზას დენის რყევებს π/2-ით (ან დენის რყევები იწვევს ფაზურ ძაბვის რყევებს π/2). რომ იმ მომენტში, როდესაც კონდენსატორი იწყებს დამუხტვას, დენი არის მაქსიმალური და ძაბვა ნულოვანი. მას შემდეგ, რაც ძაბვა მიაღწევს მაქსიმუმს, დენი ხდება ნულოვანი და ა.შ. ამის ფიზიკური მნიშვნელობა ასეთია: ძაბვა რომ მოხდეს კონდენსატორი, უნდა იყოს დამუხტვა წრეში დენის დინების გამო. შესაბამისად, ძაბვა ჩამორჩება დენს.

კონდენსატორზე ძაბვის რყევების ამპლიტუდის თანაფარდობას დენის რყევების ამპლიტუდასთან ეწოდება კონდენსატორის ტევადური რეაქტიულობა (აღნიშნავს X C): მნიშვნელობა. C IU 1 00 და Ohm-ის კანონის მიხედვით U = I · R C XC 1 ასრულებს მიკროსქემის განყოფილების წინაღობის როლს.მას უწოდებენ ტევადობის აშკარა წინაღობას (ტევადობას). ვექტორული დიაგრამა

ინდუქციურობა ალტერნატიული დენის წრედში მოდით ძაბვა იყოს გამოყენებული L ინდუქციურობის კოჭის ბოლოებზე უმნიშვნელო წინაღობითა და ტევადობით. დენის მატარებელი წრედის ინდუქციურობა არის პროპორციულობის კოეფიციენტი წრედში გამავალ დენსა და მიღებულ მაგნიტურ ნაკადს შორის. ინდუქციურობა L დამოკიდებულია მიკროსქემის ფორმასა და ზომაზე, აგრეთვე გარემოს თვისებებზე Ф = L · I. ინდუქტორში ალტერნატიული დენის არსებობისას წარმოიქმნება თვითინდუქციური ემფ.ოჰმის კანონის განტოლება იქნება ჩაიწეროს შემდეგნაირად: U = I · R – =0 ILF

) 2 sin(cos]sin= π მათი ჯამი არის ნული და რჩება მხოლოდ ძაბვის რხევა აქტიურ წინაღობაზე. ვინაიდან ჩვეულებრივი რხევითი სქემების ხარისხის ფაქტორი ერთიანობაზე მეტია, ძაბვის ამპლიტუდები U o. L და U o C. მეტია ძაბვის ამპლიტუდაზე U o წრედის ბოლოებზე.

პრეზენტაცია შეადგინა ფიზიკის მასწავლებელმა MKOU VSOSH No 2-დან სოფელ IK-ში. ჩუგუევკა მურზაგილდინა ლუდმილა ბორისოვნა 2016 გაკვეთილის მიზნები: 1. განაგრძეთ იდეების შემუშავება ჰარმონიული ელექტრომაგნიტური რხევების, იძულებითი ელექტრომაგნიტური რხევების და წინააღმდეგობის ტიპების შესახებ ალტერნატიული დენის წრეში. 2. განავითარეთ მოსწავლეთა შემეცნებითი ინტერესები ამ თემაზე სხვადასხვა საინფორმაციო რესურსებით: სახელმძღვანელო, პრეზენტაცია, ცხრილები. 3. ისწავლეთ შესასწავლ მასალაში სასარგებლო და საჭირო ნივთების პოვნა. ცოდნის განახლება. 1. რომელ რხევებს ჰქვია ჰარმონიული? რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება სინუსის ან კოსინუსის კანონის მიხედვით. 2. მიეცით ელექტრომაგნიტური რხევების განმარტება. პროცესები ელექტრულ წრეებში, რომლებშიც პერიოდულად იცვლება მუხტი, დენი, ძაბვა და ემფ. 3. რატომ აქრობს თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები? თავისუფალი ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები მცირდება წინააღმდეგობის გამო. 4. ჩამოთვალეთ ელექტრომაგნიტური რხევების პერიოდის ფორმულა. 5. დაასახელეთ სისტემა, რომელშიც ხდება ელექტრომაგნიტური რხევები. ამოცანების ამოხსნა თემაზე „ელექტრომაგნიტური რხევები“. 1. მუხტი q რხევითი წრედის კონდენსატორის ფირფიტებზე იცვლება დროთა განმავლობაში განტოლების q = 5010-4cos 103πt შესაბამისად. როგორია მუხტის რხევების ამპლიტუდა, რხევის ფაზა და მუხტის საწყისი ფაზა? ამპლიტუდა - 5010- 4 მუხტის რხევის ფაზა - 103πt საწყისი ფაზა =0 ამოცანების ამოხსნა თემაზე „ელექტრომაგნიტური რხევები“. 2. ჩამოთვლილი მოწყობილობებიდან რომელი შედის აუცილებლად პირდაპირი დენის წრედში და რხევის წრეში? შეადარეთ პირველი სვეტის პოზიცია სასურველ პოზიციას მეორედან. მიღებული რიცხვები ჩაწერეთ ცხრილში შესაბამისი ასოების ქვეშ. ა) DC წრე 1. ამმეტრი ბ) რხევადი წრე 2. დენის წყარო A 3. კონდენსატორი 4. მაგნიტი B პასუხი ამოცანაზე: A B 2 3 ჩვენი გაკვეთილის ახალი თემის შესწავლა „ალტერნატიული დენი“. წინააღმდეგობა ალტერნატიული დენის წრეში" ელექტრულ დენს, რომელიც დროთა განმავლობაში ცვლის თავის სიდიდეს და მიმართულებას, ეწოდება ალტერნატიული დენი. ჩვენი ამოცანაა გაკვეთილზე შევამოწმოთ: - ალტერნატიული დენი არის იძულებითი რხევები; - რომ დროთა განმავლობაში დენი იცვლის მიმართულებას და სიდიდეს. „დენი გადის სადენებში და არასოდეს ჩანს. ნათურებს ანთებს და ტექნიკას აცოცხლებს“. იაკოვ ბილი "დინებათა ომი" ისტორიაში იყო პერიოდი, რომელიც ცნობილია კოდური სახელით "დინებათა ომი". მთავარი გმირები მაშინ იყვნენ კარგად ცნობილი ნიკოლა ტესლა და თომას ედისონი. ნიკოლა ტესლამ დაინახა ალტერნატიული დენის პოტენციალი და მოხერხებულობა. და ედისონი ამტკიცებდა, რომ მუდმივი ელექტროენერგია უნდა გამოეყენებინათ (თვალსაზრისი, რომელიც საყოველთაოდ მიღებული იყო იმ დროს). ედისონმა საჯარო დემონსტრაციებიც კი გამართა, რომლებიც საკმაოდ სასტიკი იყო. ფაქტია, რომ ალტერნატიული დენი, თავისი უპირატესობების მიუხედავად, დიდ საფრთხეს უქმნის ცოცხალ არსებებს. თომას ედისონმა გამოიყენა ეს ფაქტი ხალხში ტესლას იდეების მიმართ შიშისა და უნდობლობის შესაქმნელად: მან საჯაროდ დახოცა ცხოველები ალტერნატიული დენის გამოყენებით. ერთხელ სპილოზე დემონსტრირებაც კი შეასრულეს: რამდენიმე წამში - და ძლევამოსილი ცხოველი მოკვდა. ისტორიიდან ელექტროენერგიის პირველი წყარო ჩვენს ეპოქაში იყო ელექტროსტატიკური გენერატორი, რომელიც გამოიგონა 1663 წელს მაგდებურგის მერმა ოტო ფონ გერიკემ. რა არის ალტერნატიული დენი? დენის სიძლიერე და ძაბვა იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით და რხევის სიხშირე განისაზღვრება წრედთან დაკავშირებული დენის წყაროს სიხშირით.(50 ჰც) როგორ შევქმნათ ცვლადი ძაბვა და ცვლადი დენი? ალტერნატიული ძაბვა და დენი ქსელში იქმნება ელექტროსადგურის ალტერნატიული დენის გენერატორებით. ალტერნატიული დენის გენერატორი სამრეწველო დენის სტანდარტული სიხშირეა 50 ჰც - ეს ნიშნავს, რომ 1 წამში დენი ცვლის მიმართულებას 50-ჯერ. რა ხდება ალტერნატორში? ჩვენ დავადგინეთ, რომ 1. კოჭის წრეში შეღწევადი მაგნიტური ნაკადი F იცვლება სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით. Ф = V S cos ωt 2. კოჭში გამოწვეული დენი იცვლება სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით. i = Im sin (ωt+φ₀) 3. ძაბვისა და დენის რყევები განსხვავდება რხევის ფაზაში (φ₀). u = Um cos ωt რა როლს ასრულებენ წინააღმდეგობები ალტერნატიული დენის წრეში? ელექტრული წინააღმდეგობები შეიძლება შევიდეს ალტერნატიული დენის წრეში - რეზისტორები, ინდუქციური და ტევადობის რეაქტიულობა (ოსცილატორული წრე). რეზისტორებს აქვთ წინაღობა R (აქტიური წინააღმდეგობა), ინდუქტორი L - X L ინდუქციით (ინდუქციური რეაქტიულობა) და კონდენსატორი C - X C ტევადობით (ტევადობის რეაქტიულობა). აქტიური წინააღმდეგობა ალტერნატიული დენის წრეში. ამრიგად, ჩვენ გავარკვიეთ, რომ აქტიური წინააღმდეგობის მქონე ალტერნატიული დენის წრეში დენი და ძაბვა მერყეობს U ერთ ფაზაში, ხოლო აქტიური წინააღმდეგობა R = m I m ტევადობა ალტერნატიული დენის წრეში ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ: 1. პირდაპირი დენი არ გადის კონდენსატორი. 2. კონდენსატორი უზრუნველყოფს ალტერნატიულ დენის წინააღმდეგობას. ტევადობითი რეაქტიულობის ფორმულა ინდუქციურობა ალტერნატიული დენის წრეში ჩვენ გავარკვიეთ, რომ: 1. მუდმივ დენის დროს კოჭს აქვს მცირე აქტიური წინაღობა (ე.ი. არის რეზისტორი) და ინდუქციურობის ცვლილება არ ახდენს გავლენას მის წინააღმდეგობაზე. 2. ალტერნატიული დენით, რაც მეტია კოჭის ინდუქცია, მით მეტია ინდუქციური რეაქტიულობა. 3. ინდუქციური რეაქტიულობა ასე რომ, ჩვენ ვიცით, რომ თუ ალტერნატიული დენის წრე შეიცავს აქტიურ წინააღმდეგობას R = 1 X C = C და ინდუქციური რეაქტიულობა X = ωL, მაშინ L არის ტევადობის რეაქტიულობა, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ ალტერნატიული დენის წრედის მთლიანი წინააღმდეგობა Z: , გაკვეთილის შეჯამება: 1. გავიგეთ რა არის ალტერნატიული დენი და მისი მახასიათებლები, რომლებიც იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით: Ф = BS cos ωt; i= იმსინი (ωt+φ₀); u = Um cos ωt. 2. ალტერნატიული დენის წრე შეიძლება შეიცავდეს სამი სახის წინააღმდეგობას: L 1 R – აქტიური; X = - capacitive; С С Х L = ωL – ინდუქციური. 3. ჩვენ ვისწავლეთ ფორმულა, რომლითაც გამოითვლება მთლიანი წინააღმდეგობა ალტერნატიული დენის წრეში: Z = √ R² + (X L- X C)² ნასწავლი გაკვეთილის გაძლიერება: 1. რატომ არ იყენებენ ალტერნატიულ დენს სიხშირით 10 - 15 ჰც განათებისთვის? ნათურები ანათებენ. თვალი აღიქვამს 10 ჰც სიხშირეს, როგორც ციმციმა. 2. ელექტრულ წრედს უერთდება კოჭა, რომლითაც ჯერ გადის პირდაპირი დენი, შემდეგ გადადის იმავე ძაბვის ცვლადი დენი. რა შემთხვევაში გაცხელდება კოჭა უფრო მეტად? Პირველად. ალტერნატიული დენის კოჭს ასევე ექნება რეაქტიულობა. ამიტომ, მეორე შემთხვევაში, დენი ნაკლებია და, შესაბამისად, სითბოს გამომუშავება ნაკლებია. 3. როგორ შეიცვლება ნათურის სიკაშკაშე, თუ კონდენსატორი გატეხილია და წრე დაკეტილია ამ ადგილას? თითოეულ კონდენსატორს აქვს წინაღობა, თუ ამ წინააღმდეგობას მოვხსნით, ნათურა გაიზრდება ინტენსივობით. 4. AC წრეში შედის რეზისტორი R = 5 Ohms, კონდენსატორი XC = 6 Ohms წინააღმდეგობით და ინდუქტორი XL = 18 Ohms წინააღმდეგობით. იპოვეთ წრედის მთლიანი წინააღმდეგობა. მოცემული: ამონახსნი: R=5Ohm Z= √R²+(XL -Xc)² XC=6Ohm Z=√25Ohm²+(18Ohm-6Ohm)² XL=18Ohm =√25Ohm²+144Ohm² ________ =13 Ohm. ზ-? დამოუკიდებელი სამუშაოს შესრულება (ტესტი) თემაზე „ალტერნატიული დენი“. დრო 5-7 წთ. რეფლექსია: 1. დღეს გავიგე, რომ ... 2. გამიკვირდა მოცემული ფაქტები ... 3. დამაინტერესა იმის გაგება, რომ ... 4. გამიჭირდა გაგება ... 5. მე მომეწონა გაკვეთილი...

10-დან 1

პრეზენტაცია თემაზე:ალტერნატიული ელექტრო დენი

სლაიდი No1

სლაიდის აღწერა:

სლაიდი No2

სლაიდის აღწერა:

წრეში თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები სწრაფად ქრება და ამიტომ პრაქტიკულად არ გამოიყენება. პირიქით, დაუცველ იძულებით რხევებს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. იძულებითი ელექტრული რხევები ჩნდება წრეში პერიოდული ელექტრომამოძრავებელი ძალის არსებობისას. ელექტრო ნათურები ჩვენს ბინებში და ქუჩაში, მაცივარი და მტვერსასრუტი, ტელევიზორი და მაგნიტოფონი - ისინი ყველა მუშაობენ ელექტრომაგნიტური ვიბრაციების ენერგიის გამოყენებით. ელექტროძრავების მუშაობა, რომლებიც მართავენ მანქანებს ქარხნებში და ქარხნებში, ამოძრავებენ ელმავლებს და ა.შ., ეფუძნება ელექტრომაგნიტური რხევების გამოყენებას. ყველა ამ მაგალითში საუბარია ელექტრომაგნიტური რხევების ერთ-ერთი სახეობის - ალტერნატიული ელექტრული დენის გამოყენებაზე. ცვლადი დენი არის დენი, რომელიც პერიოდულად იცვლება სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით. ენერგეტიკულ ელექტრულ წრეებში ალტერნატიული ელექტრული დენი არის მათში იძულებითი ელექტრომაგნიტური რხევების აგზნების შედეგი, რომლებიც წარმოიქმნება ალტერნატიული დენის გენერატორის მიერ.

სლაიდი No3

სლაიდის აღწერა:

განვიხილოთ პროცესები, რომლებიც ხდება დირიჟორში, რომელიც დაკავშირებულია ალტერნატიული დენის წრედ. თუ გამტარის ინდუქციურობა იმდენად მცირეა, რომ როდესაც იგი დაკავშირებულია ალტერნატიული დენის წრედთან, ინდუქციური ველები შეიძლება უგულებელვყოთ გარე ელექტრულ ველთან შედარებით, მაშინ ელექტრული მუხტების მოძრაობა გამტარში განისაზღვრება მხოლოდ მოქმედებით. გარე ელექტრული ველი, რომლის სიძლიერე პროპორციულია გამტარის ბოლოებზე ძაბვისა. როდესაც ძაბვა იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით, გამტარში ელექტრული ველის სიძლიერე იცვლება იმავე კანონის მიხედვით. ალტერნატიული ელექტრული ველის გავლენით გამტარში წარმოიქმნება ცვლადი ელექტრული დენი, რომლის რხევების სიხშირე და ფაზა ემთხვევა ძაბვის რხევების სიხშირესა და ფაზას: U=Um cos ωt i=Im cos ωt.

სლაიდი No4

სლაიდის აღწერა:

მაგნიტური ინდუქციის F ნაკადი, რომელიც შეაღწევს S ფართობის მავთულის ჩარჩოს, პროპორციულია α კუთხის კოსინუსთან ნორმალურ ჩარჩოსა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს Ф=B*S*cos α ჩარჩოს ერთგვაროვანი ბრუნვით, კუთხე α იზრდება დროის პირდაპირ პროპორციულად α= ωt სადაც ω არის ბრუნვის ჩარჩოს კუთხური სიჩქარე

სლაიდი No5

სლაიდის აღწერა:

წრეში დენის სიძლიერის რყევები არის იძულებითი ელექტრული რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება გამოყენებული ალტერნატიული ძაბვის გავლენის ქვეშ. დენის ამპლიტუდა უდრის: Im= Um / R როდესაც დენის და ძაბვის რხევების ფაზები ერთმანეთს ემთხვევა, ალტერნატიული დენის მყისიერი სიმძლავრე უდრის: P = i*U = ImUm cos2 ωt საშუალო მნიშვნელობა კვადრატული კოსინუსი 1 პერიოდისთვის არის 0,5. შედეგად, საშუალო სიმძლავრე პერიოდისთვის P = Im Um / 2 = Im2R / 2

სლაიდი No6

სლაიდის აღწერა:

წინააღმდეგობას, რომელიც შედის ალტერნატიული დენის წრეში, რომელშიც ელექტრული ენერგია გარდაიქმნება სასარგებლო სამუშაოდ ან თერმული ენერგიად, ეწოდება აქტიური წინააღმდეგობა. მყისიერი დენის მნიშვნელობა პირდაპირპროპორციულია მყისიერი ძაბვის მნიშვნელობისა. ამრიგად, დენის მყისიერი მნიშვნელობის საპოვნელად შეიძლება გამოვიყენოთ Ohm-ის კანონი i=u/R=Um cos ωt/R = Im cos ωt აქტიური წინააღმდეგობის მქონე გამტარში, დენის რხევები ემთხვევა ფაზაში ძაბვის რხევებს და ამპლიტუდას. დენის ტოლობით განისაზღვრება Im= Um /R

სლაიდი No9

სლაიდის აღწერა:

სლაიდი No10

სლაიდის აღწერა:

დენის სიძლიერის კვადრატის საშუალო მნიშვნელობის კვადრატული ფესვის ტოლ მნიშვნელობას ეწოდება ალტერნატიული დენის სიძლიერის ეფექტური მნიშვნელობა. ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობა აღინიშნება I-ით: ალტერნატიული ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობა განისაზღვრება დენის ეფექტური მნიშვნელობის მსგავსად: დენის რყევები რეზისტორთან წრეში არის ძაბვის რყევების ფაზაში, ხოლო სიმძლავრე განისაზღვრება დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობებით.

სლაიდი 1

GBOU RM SPO (SSUZ) "სარანსკის კვების და გადამამუშავებელი მრეწველობის კოლეჯი"

სლაიდი 2

დღეს კლასში:

ალტერნატიული ელექტრო დენი. რეზისტორი AC წრეში. ძაბვის და დენის ეფექტური მნიშვნელობები. სიმძლავრე AC წრეში.

სლაიდი 3

როგორ იცხოვრებდა ჩვენი პლანეტა, როგორ იცხოვრებდნენ მასზე ადამიანები სითბოს, მაგნიტების, სინათლისა და ელექტრო სხივების გარეშე? ადამ მიცკევიჩი

სლაიდი 4

კარტოფილის გამწმენდი

საწმენდი მანქანა

ელექტრო ხორცსაკეპი

ცომის შემრევი მანქანა

პურის საჭრელი

სლაიდი 5

ელექტრულ დენს, რომლის სიდიდე და მიმართულება იცვლება დროთა განმავლობაში, ეწოდება მონაცვლეობა.

ალტერნატიული ელექტრული დენი არის იძულებითი ელექტრომაგნიტური რხევები.

სლაიდი 7

ალტერნატიული დენი შეიძლება მოხდეს, როდესაც წრეში არის ალტერნატიული ემფ. წრეში ალტერნატიული EMF-ის მიღება ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენს. ამისათვის გამტარი ჩარჩო ბრუნავს თანაბრად კუთხური სიჩქარით ω ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში. ამ შემთხვევაში, α კუთხის მნიშვნელობა ჩარჩოსა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს შორის განისაზღვრება გამოსახულებით:

emf ცვლადის მიღება

შესაბამისად, ჩარჩოში შემავალი მაგნიტური ნაკადის სიდიდე დროთა განმავლობაში შეიცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით:

სლაიდი 8

ფარადეის კანონის თანახმად, როდესაც წრედში გამავალი მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი იცვლება, წრეში წარმოიქმნება ინდუცირებული ემფ. წარმოებულის კონცეფციის გამოყენებით, ჩვენ განვმარტავთ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის ფორმულას

როდესაც წრეში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება, ინდუცირებული ემფ ასევე იცვლება დროთა განმავლობაში სინუსის (ან კოსინუსის) კანონის მიხედვით.

EMF-ის მაქსიმალური მნიშვნელობა ან ამპლიტუდა.

თუ ჩარჩო შეიცავს N ბრუნს, მაშინ ამპლიტუდა იზრდება N-ჯერ. ალტერნატიული EMF წყაროს გამტარის ბოლოებთან შეერთებით, ჩვენ შევქმნით მათზე ალტერნატიულ ძაბვას:

სლაიდი 9

ზოგადი ურთიერთობები ძაბვასა და დენს შორის

როგორც პირდაპირი დენის შემთხვევაში, ალტერნატიული დენის სიძლიერე განისაზღვრება გამტარის ბოლოებში არსებული ძაბვით. შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ დროის მოცემულ მომენტში დირიჟორის ყველა მონაკვეთში მიმდინარე სიძლიერეს აქვს იგივე მნიშვნელობა. მაგრამ დენის რყევების ფაზა შეიძლება არ ემთხვეოდეს ძაბვის რყევების ფაზას.

ასეთ შემთხვევებში, ჩვეულებრივ უნდა ითქვას, რომ არის ფაზის ცვლა დენის და ძაბვის რყევებს შორის. ზოგადად, ძაბვისა და დენის მყისიერი მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს:

φ – ფაზის ცვლა დენისა და ძაბვის რხევებს შორის Im – დენის ამპლიტუდა, A.

სლაიდი 10

რეზისტორი AC წრეში

განვიხილოთ წრე, რომელიც შეიცავს დატვირთვას, რომლის ელექტრული წინააღმდეგობა მაღალია. ჩვენ ახლა ამ წინააღმდეგობას აქტიურს ვუწოდებთ, რადგან ასეთი წინააღმდეგობის არსებობისას ელექტრული წრე შთანთქავს მასში მოსულ ენერგიას მიმდინარე წყაროდან, რომელიც გადაიქცევა გამტარის შიდა ენერგიად. ასეთ წრეში:

ელექტრულ მოწყობილობებს, რომლებიც ელექტრო ენერგიას შიდა ენერგიად გარდაქმნიან, აქტიურ წინააღმდეგობას უწოდებენ

სლაიდი 11

ვინაიდან მყისიერი დენის მნიშვნელობა პირდაპირპროპორციულია მყისიერი ძაბვის მნიშვნელობისა, ის შეიძლება გამოითვალოს ოჰმის კანონის გამოყენებით მიკროსქემის მონაკვეთისთვის:

აქტიური წინააღმდეგობის მქონე წრედში ფაზური ცვლა დენის და ძაბვის რყევებს შორის არის ნული, ე.ი. დენის რყევები ფაზაშია ძაბვის რყევებთან.

სლაიდი 12

RMS ძაბვის და დენის მნიშვნელობები

როცა ამბობენ, რომ ქალაქის ელექტრო ქსელში ძაბვა არის 220 ვ, მაშინ საუბარია არა ძაბვის მყისიერ მნიშვნელობაზე და არა მის ამპლიტუდის მნიშვნელობაზე, არამედ ე.წ. როდესაც ელექტრო მოწყობილობები მიუთითებენ მიმდინარე სიძლიერეს, რომლისთვისაც ისინი შექმნილია, ისინი ასევე გულისხმობენ დენის სიძლიერის ეფექტურ მნიშვნელობას.

ფიზიკური მნიშვნელობა ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობა უდრის პირდაპირი დენის სიძლიერეს, რომელიც გამტარში გამოყოფს იმავე რაოდენობის სითბოს, როგორც ალტერნატიული დენი ერთსა და იმავე დროს.

ეფექტური ძაბვის მნიშვნელობა:

სლაიდი 13

AC სიმძლავრე

ძაბვისა და დენის ეფექტური მნიშვნელობები აღირიცხება ელექტრული საზომი ხელსაწყოებით და საშუალებას აძლევს წრეში ალტერნატიული დენის სიმძლავრის პირდაპირი გამოთვლას. სიმძლავრე ალტერნატიული დენის წრეში განისაზღვრება იგივე ურთიერთობებით, როგორც პირდაპირი დენის სიმძლავრე, რომელშიც შესაბამისი ეფექტური მნიშვნელობები ჩანაცვლებულია პირდაპირი დენით და მუდმივი ძაბვით:

როდესაც ხდება ფაზის ცვლა ძაბვასა და დენს შორის, სიმძლავრე განისაზღვრება ფორმულით:

სლაიდი 14

ამ გაკვეთილზე გაიგეთ, რომ: ალტერნატიული ელექტრული დენი არის იძულებითი ელექტრომაგნიტური რხევები, რომლებშიც წრეში დენის სიძლიერე დროთა განმავლობაში იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით; წრეში ალტერნატიული EMF-ის მიღება ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენს; აქტიური წინააღმდეგობის დროს, ფაზის სხვაობა დენის რხევებსა და ძაბვას შორის არის ნული; ალტერნატიული დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები უდრის პირდაპირი დენისა და ძაბვის მნიშვნელობებს, რომლებშიც იგივე ენერგია გამოიყოფა იმავე აქტიური წინააღმდეგობის მქონე წრედში; სიმძლავრე ალტერნატიული დენის წრეში განისაზღვრება იგივე ურთიერთობებით, როგორც პირდაპირი დენის სიმძლავრე, რომელშიც შესაბამისი ეფექტური მნიშვნელობები ჩანაცვლებულია პირდაპირი დენით და მუდმივი ძაბვით.