Alternating at electric current presentation. Multimedia presentation AC. Paliwanag ng bagong materyal
Upang gumamit ng mga preview ng presentasyon, gumawa ng Google account at mag-log in dito: https://accounts.google.com
Mga slide caption:
Guro ng pisika sa MSGU Ekaterina Vladimirovna Alekseeva Pagtatanghal sa pisika
Mga paksa sa pagtatanghal 1) Alternating electric current. 2) Aktibong pagtutol. Mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe. 3) Capacitor sa AC circuit. 4) Inductor sa isang alternating kasalukuyang circuit.
Tulad ng alam natin, ang kasalukuyang (electric) ay maaaring alternating o pare-pareho. Ang alternating current (Ingles: alternating current) ay isang electric current na pana-panahong nagbabago sa magnitude at direksyon. Sa kasalukuyan, ang alternating electric current ay napakalawak na ginagamit. Maaari itong makuha gamit ang alternating current electric generators gamit ang epekto ng electromagnetic induction. Ang figure ay nagpapakita ng isang primitive installation para sa pagbuo ng alternating current. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pag-install ay simple. Ang wire frame ay umiikot sa isang pare-parehong magnetic field sa isang pare-pareho ang bilis. Ang mga dulo ng frame ay naayos sa mga singsing na umiikot kasama nito. Ang mga bukal na gumaganap bilang mga contact ay magkasya nang mahigpit sa mga singsing. Ang nagbabagong magnetic flux ay patuloy na dadaloy sa ibabaw ng frame, ngunit ang flux na nilikha ng electromagnet ay mananatiling pare-pareho. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang isang sapilitan na emf ay lalabas sa frame. Ang alternating current ay tumutukoy din sa kasalukuyang sa conventional single- at three-phase network. Sa kasong ito, ang mga agarang halaga ng kasalukuyang at boltahe ay nagbabago ayon sa isang maharmonya na batas. Alternating electric current
Alternating current sa network ng pag-iilaw ng isang apartment, na ginagamit sa mga pabrika at pabrika, atbp., ay walang iba kundi ang sapilitang electromagnetic oscillations. Ang mga pagbabago sa boltahe na ito ay madaling matukoy gamit ang isang oscilloscope (Larawan 4.8) Ang karaniwang dalas ng pang-industriyang alternating current ay 50 Hz. Nangangahulugan ito na sa paglipas ng 1 s, ang kasalukuyang dumadaloy ng 50 beses sa isang direksyon at 50 beses sa kabaligtaran na direksyon. Ang dalas ng 50 Hz ay tinatanggap para sa pang-industriyang kasalukuyang sa maraming bansa sa buong mundo. Sa USA ang tinatanggap na frequency ay 60 Hz. Kung ang boltahe sa mga dulo ng circuit ay nagbabago ayon sa isang maharmonya na batas, pagkatapos ay ang boltahe electric field sa loob ng mga konduktor ay magbabago din ng maayos. Ang alternatibong boltahe sa mga socket ng network ng pag-iilaw ay nilikha ng mga generator sa mga power plant. Ang isang wire frame na umiikot sa isang pare-parehong unipormeng magnetic field ay maaaring ituring bilang ang pinakasimpleng modelo alternating kasalukuyang generator. Ang flux ng magnetic induction Ф, na tumatagos sa wire frame ng lugar S, ay proporsyonal sa cosine ng anggulo a sa pagitan ng normal sa frame at ng magnetic induction vector (Fig. 4.9): Ф = BScos a Na may pare-parehong pag-ikot ng frame, anggulo a ay tumataas sa direktang proporsyon sa oras: a = 2П nt, kung saan n - dalas ng pag-ikot. Samakatuwid, ang pagkilos ng bagay ng magnetic induction ay nagbabago nang maayos: Ф = BS cos 2 П nt, Narito ang 2П n ay ang bilang ng mga oscillations ng magnetic flux sa 2П s. Ito ang CYCLIC FREQUENCY ng mga oscillations w=2 П n => Ф = BScoswt
Ayon sa batas ng electromagnetic induction, ang induction emf sa frame ay katumbas ng rate ng pagbabago ng magnetic induction flux na kinuha gamit ang "-" sign, ibig sabihin, ang derivative ng magnetic induction flux na may paggalang sa oras: Kung ang isang Ang oscillatory circuit ay konektado sa frame, pagkatapos ay ang angular speed w ng pag-ikot ng frame ay tutukoy sa frequency w ng mga oscillations ng mga halaga ng EMF, boltahe sa iba't ibang bahagi ng circuit at kasalukuyang lakas. Kung ang boltahe ay nagbabago sa isang cyclic frequency, kung gayon ang kasalukuyang sa circuit ay magbabago sa parehong dalas. Ngunit ang mga kasalukuyang pagbabagu-bago ay hindi kinakailangang nasa phase na may mga pagbabago sa boltahe. Samakatuwid, sa pangkalahatang kaso, ang kasalukuyang lakas i sa anumang oras (madaliang halaga ng kasalukuyang lakas) ay tinutukoy ng formula Narito ang I m ay ang amplitude ng kasalukuyang lakas, ibig sabihin, ang pinakamataas na ganap na halaga ng kasalukuyang lakas, at ay ang pagkakaiba ng bahagi (shift) sa pagitan ng mga pagbabagu-bago ng kasalukuyang lakas at pag-igting.
Aktibong pagtutol. Mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe. Lumipat tayo sa isang mas detalyadong pagsasaalang-alang ng mga proseso na nagaganap sa isang circuit na konektado sa isang alternating na pinagmumulan ng boltahe. Kasalukuyang lakas na may risistor. Hayaang ang circuit ay binubuo ng mga wire sa pagkonekta at isang load na may mababang inductance at mataas na pagtutol R (Larawan 4.10). Ang dami na ito, na hanggang ngayon ay tinatawag nating electrical resistance o simpleng resistance, ay tatawagin na ngayong active resistance. Ang Resistance R ay tinatawag na aktibo dahil sa pagkakaroon ng isang load na may ganitong pagtutol, ang circuit ay sumisipsip ng enerhiya na nagmumula sa generator. Ang enerhiya na ito ay nagiging panloob na enerhiya ng mga konduktor - nagpapainit sila. Ipagpalagay namin na ang boltahe sa mga terminal ng circuit ay nagbabago ayon sa harmonic law: u = U m cos w t
Tulad ng direktang kasalukuyang, ang agarang halaga ng kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa agarang halaga ng boltahe. Samakatuwid, upang mahanap ang agarang halaga ng kasalukuyang, maaari mong ilapat ang batas ng Ohm: Sa isang konduktor na may aktibong pagtutol, ang mga pagbabago sa kasalukuyang ay nag-tutugma sa yugto na may mga pagbabago sa boltahe (Larawan 4.1 7), at ang amplitude ng kasalukuyang ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay. Power sa isang circuit na may risistor. Sa isang alternating current circuit ng industrial frequency (v = 50 Hz), medyo mabilis na nagbabago ang kasalukuyang at boltahe. Samakatuwid, kapag ang kasalukuyang dumaan sa isang konduktor, tulad ng isang light bulb filament, ang dami ng enerhiya na inilabas ay mabilis ding magbabago sa paglipas ng panahon. Ngunit hindi namin napapansin ang mabilis na mga pagbabagong ito. Bilang isang tuntunin, kailangan nating malaman ang average na kasalukuyang kapangyarihan sa isang seksyon ng isang circuit sa loob ng mahabang panahon, kabilang ang maraming mga panahon. Upang gawin ito, sapat na upang mahanap ang average na kapangyarihan sa isang panahon. Sa pamamagitan ng average na kapangyarihan sa loob ng isang panahon, ang alternating current ay nauunawaan bilang ratio ng kabuuang enerhiya na pumapasok sa circuit sa loob ng isang panahon hanggang sa panahon. Ang kapangyarihan sa isang DC circuit sa isang seksyon na may resistensya R ay tinutukoy ng formula: P = I 2 R. (4.18)
Sa loob ng napakaikling panahon, ang alternating current ay maaaring ituring na halos pare-pareho. Samakatuwid, ang agarang kapangyarihan sa isang alternating current circuit sa isang seksyon na may aktibong resistensya R ay tinutukoy ng formula: P = i 2 R. (4.19) Hanapin natin ang average na halaga ng kapangyarihan sa panahon. Upang gawin ito, binago muna natin ang formula (4.19), pinapalitan ang expression (4.16) para sa kasalukuyang lakas dito at ginagamit ang kaugnayan na kilala mula sa matematika
Ang average na kapangyarihan ay katumbas ng unang termino sa formula (4.20) Ang halaga na katumbas ng square root ng average na halaga ng square ng kasalukuyang ay tinatawag na epektibong halaga ng alternating current. Ang epektibong halaga ng lakas ng alternating current ay tinutukoy ng I: Ang epektibong halaga ng lakas ng alternating current ay katumbas ng lakas ng naturang direktang kasalukuyang na ang parehong dami ng init ay inilabas sa konduktor tulad ng sa alternating current para sa parehong oras. Ang epektibong halaga ng alternating boltahe ay tinutukoy katulad ng epektibong halaga ng kasalukuyang:
Ang pagpapalit ng mga halaga ng amplitude ng kasalukuyang at boltahe sa formula (4.17) sa kanilang mga epektibong halaga, nakuha namin ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang alternating kasalukuyang circuit na may isang risistor, tulad ng mga mekanikal na panginginig ng boses, sa kaso ng mga panginginig ng kuryente hindi interesado sa mga halaga ng kasalukuyang, boltahe at iba pang mga dami sa bawat sandali ng oras. Mahalaga Pangkalahatang katangian oscillations, tulad ng amplitude, panahon, dalas, epektibong mga halaga ng kasalukuyang at boltahe, average na kapangyarihan. Ito ang mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe na naitala ng mga ammeter at alternating current voltmeters. Bilang karagdagan, ang mga epektibong halaga ay mas maginhawa kaysa sa mga agarang halaga din dahil direkta nilang tinutukoy ang average na halaga ng alternating kasalukuyang kapangyarihan P: P = I 2 R = UI.
Capacitor sa isang AC Circuit Ang direktang kasalukuyang ay hindi maaaring dumaloy sa isang circuit na naglalaman ng isang kapasitor. Sa katunayan, sa katunayan, sa kasong ito ang circuit ay lumabas na bukas, dahil ang mga capacitor plate ay pinaghihiwalay ng isang dielectric. Ang alternating current ay maaaring dumaloy sa isang circuit na naglalaman ng capacitor. Ito ay mapapatunayan sa pamamagitan ng simpleng eksperimento. Magkaroon tayo ng mga mapagkukunan ng direkta at alternating na boltahe, at ang pare-parehong boltahe sa mga terminal ng pinagmulan ay katumbas ng epektibong halaga ng alternating boltahe. Ang circuit ay binubuo ng isang kapasitor at isang maliwanag na lampara (Larawan 4.13), na konektado sa serye. Kapag ang direktang boltahe ay naka-on (ang switch ay nakabukas sa kaliwa, ang circuit ay konektado sa mga puntong AA"), ang lampara ay hindi umiilaw. Ngunit kapag ang alternating boltahe ay naka-on (ang switch ay nakabukas sa kanan, ang circuit ay konektado sa mga puntos na BB"), ang lampara ay umiilaw kung ang kapasidad ng kapasitor ay sapat na malaki.
Paano dumaloy ang alternating current sa circuit kung ito ay aktwal na bukas (ang mga singil ay hindi maaaring lumipat sa pagitan ng mga plato ng kapasitor)? Ang bagay ay ang kapasitor ay pana-panahong sisingilin at pinalabas sa ilalim ng impluwensya ng alternating boltahe. Ang kasalukuyang dumadaloy sa circuit kapag ang kapasitor ay recharged ay nagpapainit sa filament ng lampara. Itatag natin kung paano nagbabago ang kasalukuyang lakas sa paglipas ng panahon sa isang circuit na naglalaman lamang ng isang kapasitor, kung ang paglaban ng mga wire at plate ng kapasitor ay maaaring mapabayaan (Fig. 4.14). Boltahe sa kapasitor Ang kasalukuyang lakas, na kung saan ay ang hinango ng singil na may paggalang sa oras, ay katumbas ng: Samakatuwid, ang kasalukuyang pagbabagu-bago ay nauuna sa yugto ng pagbabagu-bago ng boltahe sa kapasitor sa (Fig. 4.15).
I m = U m C (4.29) Ang amplitude ng kasalukuyang ay katumbas ng: Kung ipinakilala natin ang notasyon: at sa halip na ang mga amplitude ng kasalukuyang at boltahe, gamitin ang kanilang mga epektibong halaga, makukuha natin: Ang halaga ng X c, ang kabaligtaran ng produkto C ng cyclic frequency at ang electrical capacitance ng capacitor, ay tinatawag na capacitance . Ang epektibong halaga ng kasalukuyang ay nauugnay sa epektibong halaga ng boltahe sa kapasitor sa parehong paraan tulad ng kasalukuyang at boltahe ay nauugnay ayon sa batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang DC circuit. Kung mas malaki ang kapasidad ng kapasitor, mas malaki ang kasalukuyang recharging. Ito ay madaling matukoy sa pamamagitan ng pagtaas ng incandescence ng lampara habang tumataas ang kapasidad ng kapasitor. Habang ang paglaban ng kapasitor sa direktang kasalukuyang ay walang hanggan, ang paglaban nito sa alternating current ay may hangganan na halaga X c . Habang tumataas ang kapasidad, bumababa ito. Bumababa din ito sa pagtaas ng dalas Ang paglaban ng circuit na may kapasitor ay inversely proportional sa produkto ng cyclic frequency at ang electrical capacity. Ang mga kasalukuyang pagbabagu-bago ay nauuna sa mga pagbabago sa boltahe sa yugto ng
INDUCTANCE SA AC CIRCUIT Ang inductance sa isang circuit ay nakakaapekto sa lakas ng alternating current. Ito ay mapapatunayan sa isang simpleng eksperimento. Mag-ipon tayo ng isang circuit mula sa isang coil na may mataas na inductance at isang electric incandescent lamp (Larawan 4.16). Gamit ang switch, maaari mong ikonekta ang circuit na ito sa alinman sa pinagmumulan ng boltahe ng DC o pinagmumulan ng boltahe ng AC. Sa kasong ito, ang direktang boltahe at ang epektibong halaga ng alternating boltahe ay dapat na pantay. Ipinapakita ng karanasan na ang lampara ay kumikinang nang mas maliwanag sa isang pare-parehong boltahe. Dahil dito, ang epektibong halaga ng alternating current sa circuit na isinasaalang-alang ay mas mababa kaysa sa direktang kasalukuyang. Ang pagkakaiba na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction. Kung mabilis na nagbabago ang boltahe, kung gayon ang kasalukuyang lakas ay hindi magkakaroon ng oras upang maabot ang mga halaga na makukuha nito sa paglipas ng panahon sa isang pare-parehong boltahe. Dahil dito, ang pinakamataas na halaga ng alternating current (amplitude nito) ay limitado ng inductance ng circuit at magiging mas kaunti, mas malaki ang inductance at mas malaki ang dalas ng inilapat na boltahe.
Alamin natin ang kasalukuyang lakas sa isang circuit na naglalaman ng coil na ang aktibong paglaban ay maaaring mapabayaan (Larawan 4.17). Upang gawin ito, una naming mahanap ang koneksyon sa pagitan ng boltahe sa coil at ang self-induction emf sa loob nito. Kung ang paglaban ng coil ay zero, kung gayon ang lakas ng electric field sa loob ng konduktor anumang oras ay dapat na zero. Kung hindi, ang kasalukuyang lakas, ayon sa batas ng Ohm, ay magiging walang hanggan na malaki. Ang lakas ng field na katumbas ng zero ay posible dahil ang lakas ng vortex electric field na nabuo ng alternating magnetic field sa bawat punto ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng direksyon sa lakas ng Coulomb field na nilikha sa conductor ng mga singil na matatagpuan sa mga terminal ng pinagmulan at sa mga wire ng circuit. Mula sa pagkakapantay-pantay = - k i sumusunod na ang tiyak na gawain ng vortex field (i.e., ang self-induction emf e i) ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng sign sa partikular na gawain ng field ng Coulomb. Isinasaalang-alang na ang tiyak na gawain ng field ng Coulomb ay katumbas ng boltahe sa mga dulo ng coil, maaari naming isulat: e і = - u. Kapag nagbabago ang kasalukuyang ayon sa harmonic law: i = I m sin t Ang self-induction emf ay katumbas ng: e i = - L i " = - L l m cos t. Dahil u = - e i, ang boltahe sa mga dulo ng ang likaw ay lumalabas na pantay
Dahil dito, ang mga oscillations ng boltahe sa coil ay nauuna sa yugto ng kasalukuyang mga oscillations sa pamamagitan ng o, na kung saan ay ang parehong bagay, ang kasalukuyang mga oscillations lag sa phase mula sa boltahe oscillations sa pamamagitan ng (Fig. 4.18) Ang amplitude ng kasalukuyang sa coil ay katumbas ng: at sa halip na ang mga amplitudes ng kasalukuyang at boltahe, gamitin ang kanilang mga epektibong halaga, pagkatapos ay makukuha natin: Ang halaga X L, katumbas ng produkto ng cyclic frequency at inductance, ay tinatawag na inductive reactance. Ayon sa formula (4.35), ang epektibong halaga ng kasalukuyang ay nauugnay sa epektibong halaga ng boltahe at ang inductive reactance ng isang relasyon na katulad ng batas ng Ohm para sa isang direktang kasalukuyang circuit. Ang inductive reactance ay nakasalalay sa dalas ng direktang kasalukuyang hindi "napansin" ang inductance ng coil. Sa = 0 ang inductive reactance ay zero (X L = 0). Ang mas mabilis na pagbabago ng boltahe, mas malaki ang self-induction EMF at mas maliit ang amplitude ng kasalukuyang. Ang isang inductor ay nagbibigay ng paglaban sa alternating current. Ang paglaban na ito, na tinatawag na inductive resistance, ay katumbas ng produkto ng cyclic frequency at inductance. Mga pagbabagu-bago sa kasalukuyang lakas sa isang circuit na may inductance lag sa phase mula sa mga pagbabago sa boltahe sa
Ang alternating current ay sapilitang mga electrical oscillations, hindi tulad ng direktang kasalukuyang, patuloy na nagbabago sa magnitude at direksyon, at ang mga pagbabagong ito ay nangyayari nang pana-panahon, iyon ay, ang mga ito ay eksaktong paulit-ulit sa pantay na pagitan ng oras. Hayaang mayroong kasalukuyang pinagmumulan sa circuit, ang emf na pana-panahong nagbabago. - ito ay mga pana-panahong pagbabago sa kasalukuyang at boltahe sa isang de-koryenteng circuit na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng alternating EMF mula sa panlabas na pinagmulan Ang mga alternating current ay higit na itinuturing na quasi-stationary, ibig sabihin, sa mga agarang halaga ng lahat mga dami ng kuryente Nalalapat ang mga batas ng DC.
Ang pagtatanghal ay pinagsama-sama ng isang guro sa pisika mula sa MKOU VSOSH No. 2 sa IK village. Chuguevka ni Murzagildina Lyudmila Borisovna 2016 Mga layunin ng aralin: 1. Patuloy na bumuo ng mga ideya tungkol sa mga harmonic electromagnetic oscillations, sapilitang electromagnetic oscillations at mga uri ng resistensya sa isang alternating current circuit. 2. Paunlarin ang mga interes ng mga mag-aaral sa paksang ito sa pamamagitan ng iba't ibang mapagkukunan ng impormasyon: aklat-aralin, presentasyon, mga talahanayan. 3. Matutong humanap ng mga bagay na kapaki-pakinabang at kailangan sa materyal na pinag-aaralan. Pag-update ng kaalaman. 1. Anong mga oscillation ang tinatawag na harmonic? Oscillations na nagaganap ayon sa batas ng sine o cosine. 2. Ibigay ang kahulugan ng electromagnetic oscillations. Mga proseso sa mga de-koryenteng circuit kung saan pana-panahong nagbabago ang singil, kasalukuyang, boltahe at emf. 3. Bakit mamasa-masa ang mga libreng electromagnetic oscillations? Ang mga libreng electromagnetic vibrations ay damped dahil sa paglaban. 4. Sabihin ang formula para sa panahon ng electromagnetic oscillations. 5. Pangalanan ang sistema kung saan nagaganap ang mga electromagnetic oscillations. Paglutas ng mga problema sa paksang "Electromagnetic oscillations". 1. Ang singil q sa mga plato ng kapasitor ng oscillatory circuit ay nagbabago sa paglipas ng panahon alinsunod sa equation q = 5٠10-4cos 103πt. Ano ang amplitude ng mga oscillation ng singil, ang yugto ng oscillation at ang paunang yugto ng singil? Amplitude - 5٠10- 4 Phase of charge oscillations - 103πt Initial phase =0 Paglutas ng mga problema sa paksang “Electromagnetic oscillations”. 2. Alin sa mga nakalistang device ang kinakailangang kasama sa direct current circuit at sa oscillatory circuit? Itugma ang posisyon ng unang column sa gustong posisyon mula sa pangalawa. Isulat ang mga resultang numero sa talahanayan sa ilalim ng naaangkop na mga titik. A) DC circuit 1. Ammeter B) Oscillating circuit 2. Current source A 3. Capacitor 4. Magnet B Sagot sa problema: A B 2 3 Pag-aaral ng bagong paksa ng ating aralin na “Alternating current.” Resistance sa isang alternating current circuit" Ang isang electric current na nagbabago sa magnitude at direksyon nito sa paglipas ng panahon ay tinatawag na alternating current. Ang aming gawain ay upang suriin sa panahon ng aralin: - alternating kasalukuyang ay sapilitang oscillations; - na sa paglipas ng panahon ay nagbabago ang direksyon at magnitude ng agos. "Ang agos ay dumadaloy sa mga wire at hindi kailanman nakikita. Sinisindi niya ang mga bombilya at binibigyang buhay ang mga appliances.” Yakov Byl "War of Currents" Nagkaroon ng panahon sa kasaysayan na kilala sa ilalim ng code name na "war of currents." Ang mga pangunahing tauhan noon ay ang kilalang Nikola Tesla at Thomas Edison. Nakita ni Nikola Tesla ang potensyal at kaginhawaan ng alternating current. At iginiit ni Edison na ang patuloy na kuryente ay dapat gamitin (isang punto ng pananaw na karaniwang tinatanggap sa oras na iyon). Nagsagawa pa si Edison ng mga pampublikong demonstrasyon, na medyo brutal. Ang katotohanan ay ang alternating current, sa kabila ng mga pakinabang nito, ay nagdudulot ng malaking panganib sa mga nabubuhay na nilalang. Ginamit ni Thomas Edison ang katotohanang ito upang lumikha ng takot at kawalan ng tiwala sa mga ideya ni Tesla sa mga tao: publiko niyang pinatay ang mga hayop gamit ang alternating current. Minsan ay nagsagawa pa sila ng isang demonstrasyon sa isang elepante: ilang segundo - at ang makapangyarihang hayop ay namatay. Mula sa kasaysayan Ang unang pinagmumulan ng kuryente sa ating panahon ay ang electrostatic generator, na naimbento noong 1663 ng mayor ng Magdeburg, Otto von Guericke. Kaya ano ang alternating current? Ang kasalukuyang lakas at boltahe ay nagbabago ayon sa isang maharmonya na batas, at ang dalas ng oscillation ay tinutukoy ng dalas ng kasalukuyang pinagmumulan na konektado sa circuit (50 Hz) Paano lumikha ng alternating voltage at alternating current? Ang alternating boltahe at kasalukuyang sa network ay nilikha sa pamamagitan ng alternating current generators sa power plant. Alternating current generator Ang karaniwang dalas ng pang-industriyang kasalukuyang ay 50 Hz - nangangahulugan ito na sa 1 segundo ang kasalukuyang nagbabago ng direksyon nito ng 50 beses. Ano ang nangyayari sa isang alternator? Naitatag namin na 1. Ang magnetic flux F na tumatagos sa coil circuit ay nagbabago sa magnitude at direksyon. Ф = V S cos ωt 2. Ang kasalukuyang sapilitan sa coil ay nagbabago sa magnitude at direksyon. i = Im sin (ωt+φ₀) 3. Iba-iba ang boltahe at kasalukuyang pagbabagu-bago sa yugto ng oscillation (φ₀). u = Um cos ωt Anong papel ang ginagampanan ng mga resistensya sa isang alternating current circuit? Ang mga electrical resistance ay maaaring isama sa isang alternating current circuit - resistors, inductive at capacitive reactance (oscillatory circuit). Ang mga resistors ay may resistensya R (aktibong pagtutol), isang inductor na may inductance L - X L (inductive reactance), at isang capacitor na may capacitance C - X C (capacitive reactance). Aktibong pagtutol sa isang alternating current circuit. Kaya nalaman namin na ang kasalukuyang at boltahe sa isang alternating current circuit na may aktibong paglaban ay nagbabago sa U isang yugto, at aktibong paglaban R = m I m Kapasidad sa isang alternating kasalukuyang circuit Nalaman namin na: 1. Ang direktang kasalukuyang hindi dumadaan ang kapasitor. 2. Ang kapasitor ay nagbibigay ng paglaban sa alternating current. Formula para sa capacitive reactance Inductance sa isang alternating current circuit Nalaman namin na: 1. Sa direct current, ang coil ay may maliit na active resistance (i.e. ito ay isang risistor) at ang pagbabago sa inductance nito ay hindi nakakaapekto sa resistensya nito. 2. Sa alternating current, mas malaki ang inductive reactance, mas malaki ang inductance ng coil. 3. Inductive reactance Kaya alam natin na kung ang isang alternating current circuit ay naglalaman ng active resistance R = 1 X C = C at inductive reactance X = ωL, kung gayon ang L ay isang capacitive reactance, makikita natin ang kabuuang paglaban ng alternating current circuit Z: , Buod ng aralin: 1. Natutunan namin kung ano ang alternating current at ang mga katangian nito, na nag-iiba ayon sa harmonic law: Ф = BS cos ωt; i= Imsin (ωt+φ₀) ; u = Um cos ωt. 2. Ang isang alternating current circuit ay maaaring maglaman ng tatlong uri ng paglaban: L 1 R - aktibo; X = - capacitive; С С Х L = ωL – pasaklaw. 3. Natutunan natin ang pormula kung saan kinakalkula ang kabuuang paglaban sa isang alternating current circuit: Z = √ R² + (X L- X C)² Pagpapatibay sa natutunan: 1. Bakit hindi sila gumagamit ng alternating current na may frequency na 10 - 15 Hz para sa pag-iilaw? Ang mga ilaw ay kumikislap. Nakikita ng mata ang dalas ng 10 Hz bilang pagkutitap. 2. Ang isang coil ay konektado sa electrical circuit, kung saan ang isang direktang kasalukuyang ay unang naipasa, pagkatapos ay isang alternating kasalukuyang ng parehong boltahe ay naipasa. Sa anong kaso mas umiinit ang coil? Sa una. Ang coil para sa alternating current ay magkakaroon din ng reactance. Samakatuwid, sa pangalawang kaso, ang kasalukuyang ay mas mababa, at, nang naaayon, ang henerasyon ng init ay mas mababa. 3. Paano magbabago ang glow ng lamp kung nasira ang capacitor at sarado ang circuit sa lugar na ito? Ang bawat kapasitor ay may paglaban, kung aalisin natin ang paglaban na ito, ang lampara ay tataas sa intensity. 4. Ang AC circuit ay may kasamang isang risistor na may R = 5 Ohms, isang kapasitor na may pagtutol XC = 6 Ohms at isang inductor na may pagtutol XL = 18 Ohms. Hanapin ang kabuuang paglaban ng circuit. Ibinigay: Solusyon: R=5Ohm Z= √R²+(XL -Xc)² XC=6Ohm Z=√25Ohm²+(18Ohm-6Ohm)² XL=18Ohm =√25Ohm²+144Ohm² ________ =13 Ohm. Z-? Pagsasagawa ng Independent work (test) sa paksang "Alternating Current". oras 5-7 min. Pagninilay: 1. Ngayong araw nalaman ko na ... 2. Nagulat ako sa mga ibinigay na katotohanan tungkol sa ... 3. Interesado akong malaman iyon ... 4. Mahirap para sa akin na maunawaan ... 5. Ako nagustuhan ang lesson...
1 sa 10 Slide no
Paglalarawan ng slide: Slide no
Paglalarawan ng slide:
Ang mga libreng electromagnetic oscillations sa circuit ay mabilis na kumupas at samakatuwid ay halos hindi ginagamit. Sa kabaligtaran, ang mga undamped forced oscillations ay may malaking praktikal na kahalagahan. Lumilitaw ang sapilitang electrical oscillations kapag mayroong pana-panahong electromotive force sa circuit. Mga electric lamp sa aming mga apartment at sa kalye, refrigerator at vacuum cleaner, TV at tape recorder - lahat sila ay gumagana gamit ang enerhiya ng electromagnetic vibrations. Ang pagpapatakbo ng mga de-koryenteng motor na nagtutulak ng mga makina sa mga pabrika at pabrika, nagtutulak ng mga de-koryenteng lokomotibo, atbp. ay batay sa paggamit ng mga electromagnetic oscillations. Sa lahat ng mga halimbawang ito ay pinag-uusapan natin ang paggamit ng isa sa mga uri ng electromagnetic oscillations - alternating electric current. Ang alternating current ay isang agos na pana-panahong nagbabago sa magnitude at direksyon. Ang alternating electric current sa energy electrical circuits ay ang resulta ng paggulo ng sapilitang electromagnetic oscillations sa kanila, na nilikha ng isang alternating current generator. Slide no
Paglalarawan ng slide:
Isaalang-alang natin ang mga prosesong nagaganap sa isang konduktor na konektado sa isang alternating current circuit. Kung ang inductance ng conductor ay napakaliit na kapag ito ay konektado sa isang alternating current circuit, ang mga inductive field ay maaaring mapabayaan kumpara sa panlabas na electric field, kung gayon ang paggalaw ng mga electric charge sa conductor ay natutukoy ng pagkilos lamang ng ang panlabas na electric field, ang lakas nito ay proporsyonal sa boltahe sa mga dulo ng konduktor. Kapag ang boltahe ay nagbabago ayon sa isang harmonic na batas, ang lakas ng electric field sa konduktor ay nagbabago ayon sa parehong batas. Sa ilalim ng impluwensya ng isang alternating electric field, ang isang alternating electric current ay lumitaw sa conductor, ang dalas at yugto ng mga oscillations na kung saan ay tumutugma sa dalas at yugto ng boltahe oscillations: U=Um cos ωt i=Im cos ωt Slide no
Paglalarawan ng slide:
Ang flux ng magnetic induction Ф, na tumatagos sa wire frame ng lugar S, ay proporsyonal sa cosine ng anggulo α sa pagitan ng normal sa frame at ng magnetic induction vector Ф=B*S*cos α Na may pare-parehong pag-ikot ng frame, ang anggulo α ay tumataas sa direktang proporsyon sa oras α= ωt Kung saan ang ω ay ang angular velocity ng rotation framework Slide no
Paglalarawan ng slide:
Ang mga pagbabago sa kasalukuyang lakas sa isang circuit ay sapilitang mga electrical oscillations na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng inilapat na alternating boltahe. Ang amplitude ng kasalukuyang ay katumbas ng: Im= Um / R Kapag ang mga phase ng kasalukuyang at boltahe oscillations ay nag-tutugma, ang agarang kapangyarihan ng alternating current ay katumbas ng: P = i*U = ImUm cos2 ωt Ang average na halaga ng ang squared cosine para sa 1 period ay 0.5. Bilang resulta, ang average na kapangyarihan para sa panahon P = Im Um / 2 = Im2R / 2 Slide no
Paglalarawan ng slide:
Ang paglaban na kasama sa alternating current circuit kung saan ang elektrikal na enerhiya ay na-convert sa kapaki-pakinabang na trabaho o thermal energy ay tinatawag na aktibong pagtutol. Ang agarang kasalukuyang halaga ay direktang proporsyonal sa agarang halaga ng boltahe. Samakatuwid, upang mahanap ang agarang halaga ng kasalukuyang, maaaring ilapat ng isa ang batas ng Ohm i=u/R=Um cos ωt/R = Im cos ωt Sa isang konduktor na may aktibong pagtutol, ang mga kasalukuyang oscillation ay nag-tutugma sa phase na may mga oscillations ng boltahe, at ang amplitude. ng kasalukuyang ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay Im= Um /R Slide no
Paglalarawan ng slide: Slide no
Paglalarawan ng slide:
Ang halaga na katumbas ng square root ng average na halaga ng square ng kasalukuyang lakas ay tinatawag na epektibong halaga ng alternating current strength. Ang epektibong halaga ng alternating current ay tinutukoy ng I: Ang epektibong halaga ng alternating boltahe ay natutukoy katulad ng epektibong halaga ng kasalukuyang: Ang kasalukuyang pagbabagu-bago sa circuit na may risistor ay nasa yugto na may mga pagbabago sa boltahe, at ang kapangyarihan ay tinutukoy ng mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe. Slide 1 GBOU RM SPO (SSUZ) "Saransk College of Food and Processing Industry" Slide 2 Ngayon sa klase: Alternating electric current. Resistor sa isang AC circuit. Mga epektibong halaga ng boltahe at kasalukuyang. Power sa AC circuit. Slide 3 Paano mabubuhay ang ating planeta, Paano mabubuhay ang mga tao dito Kung walang init, magnet, liwanag At electric ray? Adam Mickiewicz Slide 4 Patatas ng Patatas Makinang pangpunas Electric meat grinder Makina sa paghahalo ng kuwarta Panghiwa ng tinapay Slide 5 Ang isang electric current na ang magnitude at direksyon ay nagbabago sa paglipas ng panahon ay tinatawag na alternating. Ang alternating electric current ay sapilitang electromagnetic oscillations. Slide 7 Maaaring mangyari ang alternating current kapag mayroong alternating emf sa circuit. Ang pagkuha ng isang alternating EMF sa isang circuit ay batay sa phenomenon ng electromagnetic induction. Upang gawin ito, ang conductive frame ay pinaikot nang pantay na may isang angular na bilis ω sa isang pare-parehong magnetic field. Sa kasong ito, ang halaga ng anggulo α sa pagitan ng normal sa frame at ng magnetic induction vector ay matutukoy ng expression: Pagkuha ng emf variable Dahil dito, ang magnitude ng magnetic flux na tumagos sa frame ay magbabago sa paglipas ng panahon ayon sa harmonic law: Slide 8 Ayon sa batas ng Faraday, kapag ang magnetic induction flux na dumadaan sa isang circuit ay nagbabago, ang isang sapilitan na emf ay nangyayari sa circuit. Gamit ang konsepto ng derivative, nilinaw namin ang formula para sa batas ng electromagnetic induction Kapag nagbabago ang magnetic flux na dumadaan sa circuit, nagbabago rin ang induced emf sa paglipas ng panahon ayon sa batas ng sine (o cosine). ang pinakamataas na halaga o amplitude ng EMF. Kung ang frame ay naglalaman ng N pagliko, ang amplitude ay tataas ng N beses. Sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang mapagkukunan ng alternating EMF sa mga dulo ng konduktor, lilikha kami ng isang alternating boltahe sa kanila: Slide 9 Pangkalahatang ugnayan sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang Tulad ng direktang kasalukuyang, ang lakas ng alternating current ay tinutukoy ng boltahe sa mga dulo ng konduktor. Maaari naming ipagpalagay na sa isang naibigay na sandali sa oras ang kasalukuyang lakas sa lahat ng mga seksyon ng konduktor ay may parehong halaga. Ngunit ang yugto ng kasalukuyang pagbabagu-bago ay maaaring hindi nag-tutugma sa yugto ng pagbabagu-bago ng boltahe. Sa ganitong mga kaso, kaugalian na sabihin na mayroong isang phase shift sa pagitan ng mga pagbabago sa kasalukuyang at boltahe. Sa pangkalahatan, ang agarang halaga ng boltahe at kasalukuyang maaaring matukoy: φ – phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe oscillations Im – kasalukuyang amplitude, A. Slide 10 Resistor sa AC circuit Isaalang-alang ang isang circuit na naglalaman ng isang load na ang electrical resistance ay mataas. Tatawagin natin ngayon ang paglaban na ito na aktibo, dahil sa pagkakaroon ng naturang paglaban, ang de-koryenteng circuit ay sumisipsip ng enerhiya na dumarating dito mula sa kasalukuyang mapagkukunan, na nagiging panloob na enerhiya ng konduktor. Sa isang circuit tulad nito: Ang mga de-koryenteng aparato na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa panloob na enerhiya ay tinatawag na mga aktibong resistensya Slide 11 Dahil ang instantaneous current value ay direktang proporsyonal sa instantaneous voltage value, maaari itong kalkulahin gamit ang Ohm's law para sa isang seksyon ng circuit: Sa isang circuit na may aktibong pagtutol, ang phase shift sa pagitan ng mga pagbabago sa kasalukuyang at boltahe ay zero, i.e. Ang kasalukuyang pagbabagu-bago ay nasa yugto na may mga pagbabago sa boltahe. Slide 12 RMS boltahe at kasalukuyang halaga Kapag sinabi nila na ang boltahe sa network ng elektrikal ng lungsod ay 220 V, kung gayon hindi natin pinag-uusapan ang agarang halaga ng boltahe at hindi ang halaga ng amplitude nito, ngunit tungkol sa tinatawag na epektibong halaga. Kapag ang mga de-koryenteng kasangkapan ay nagpapahiwatig ng kasalukuyang lakas kung saan sila idinisenyo, nangangahulugan din sila ng epektibong halaga ng kasalukuyang lakas. PISIKAL NA KAHULUGAN Ang epektibong halaga ng alternating current ay katumbas ng lakas ng direktang kasalukuyang, na naglalabas sa konduktor ng parehong dami ng init gaya ng alternating current sa parehong oras. Epektibong halaga ng boltahe: Slide 13 kapangyarihan ng AC Ang mga epektibong halaga ng boltahe at kasalukuyang ay naitala ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal at pinapayagan ang direktang pagkalkula ng alternating current power sa circuit. Ang kapangyarihan sa isang alternating current circuit ay natutukoy ng parehong mga relasyon tulad ng direktang kasalukuyang kapangyarihan, kung saan ang kaukulang epektibong mga halaga ay pinapalitan para sa direktang kasalukuyang at pare-pareho ang boltahe: Kapag may phase shift sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang, ang kapangyarihan ay tinutukoy ng formula: Slide 14 Sa araling ito, natutunan mo na: ang alternating electric current ay sapilitang electromagnetic oscillations, kung saan ang kasalukuyang lakas sa circuit ay nagbabago sa paglipas ng panahon ayon sa isang harmonic law; ang pagkuha ng alternating EMF sa isang circuit ay batay sa phenomenon ng electromagnetic induction; sa aktibong paglaban, ang pagkakaiba sa bahagi sa pagitan ng mga oscillations ng kasalukuyang at boltahe ay zero; ang mga epektibong halaga ng alternating current at boltahe ay katumbas ng mga halaga ng direktang kasalukuyang at boltahe kung saan ang parehong enerhiya ay ilalabas sa isang circuit na may parehong aktibong pagtutol; Ang kapangyarihan sa isang alternating current circuit ay tinutukoy ng parehong mga relasyon bilang direktang kasalukuyang kapangyarihan, kung saan ang kaukulang epektibong mga halaga ay pinapalitan para sa direktang kasalukuyang at pare-pareho ang boltahe.
Maaari bang magbago ang kasalukuyang sa paglipas ng panahon upang sa bawat sandali ng oras ay pareho ito sa bawat punto sa circuit? Ang kasalukuyang, iyon ay, ang direksyong paggalaw ng mga singil, ay sanhi ng isang electric field. Samakatuwid, ang oras upang maitaguyod ang kasalukuyang sa circuit t ay tinutukoy lamang ng bilis ng pagpapalaganap ng electric field, iyon ay, ang bilis ng liwanag c (L ang haba ng circuit): t = L/c Sa pagkakataong ito dapat ihambing sa katangian ng oras ng pagbabago ng electric field (boltahe ng kasalukuyang pinagmulan). Sa kaso ng periodic e. d.s. ang oras na ito ay isang panahon lamang ng pagbabagu-bago ng boltahe sa e. d.s. T. Halimbawa, sa ating mga de-koryenteng network boltahe (at kasalukuyang) oscillates sa isang dalas ng 50 Hz, iyon ay, 50 beses bawat segundo. Ang panahon ng oscillation ay T = 0.02 s. Hayaan ang haba ng aming circuit ay L = 100 m Pagkatapos ang ratio t / T ay magiging humigit-kumulang 10 -5 - ito mismo ang napakaliit na kamag-anak na error na gagawin namin kung gagamitin namin ang mga batas ng direktang kasalukuyang para sa aming circuit na may alternating current. . Alternating current sa isang circuit kung saan nasiyahan ang kaugnayan t<
Ang alternating current ay isang electric current na nagbabago sa paglipas ng panahon ayon sa isang harmonic (sinusoidal) na batas. I = I 0 ·sin(ω t+ φ), amplitude of oscillations frequency of oscillations phase of oscillations Ayon sa Fourier theorem, anumang oscillation ay maaaring katawanin bilang kabuuan ng harmonic oscillations. Kaya, ang sinusoidal o harmonic oscillations ay pareho ang pinakamahalaga at ang pinakasimpleng uri ng oscillation.
Paglaban sa isang alternating current circuit Hayaang ang panlabas na circuit ay may napakaliit na inductance at capacitance na maaari silang mapabayaan. Hayaan ang unang yugto φ = 0. Ang kasalukuyang sa pamamagitan ng paglaban ay nagbabago ayon sa batas: I = I 0 · sin (ω t + φ) Ayon sa batas ng Ohm para sa circuit a Rδ: U = I · R = I 0 · R · kasalanan ω t. Kaya, ang boltahe sa mga dulo ng seksyon ng circuit ay nagbabago din ayon sa isang sinusoidal na batas, at ang pagkakaiba sa bahagi sa pagitan ng mga pagbabago sa kasalukuyang I at boltahe U ay zero. Ang maximum na halaga ng U ay: UU 00 R R = I= I 00 ·R·R Sa mababang frequency ng alternating current, ang aktibong resistensya ng conductor ay hindi nakadepende sa frequency at halos tumutugma sa electrical resistance nito sa isang direktang kasalukuyang circuit.
Dahil dito, sa isang konduktor na may aktibong pagtutol, ang kasalukuyang mga pagbabago sa yugto ay nag-tutugma sa mga pagbabagu-bago ng boltahe, at ang kasalukuyang amplitude ay katumbas ng amplitude ng boltahe na hinati ng paglaban:
Ang amplitude ng mga pagbabago sa boltahe sa isang alternating current circuit ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng mga halaga ng amplitude ng boltahe sa mga indibidwal na elemento nito gamit ang paraan ng vector diagram. Piliin natin ang x-axis ng diagram upang ang vector na kumakatawan sa kasalukuyang mga pagbabago ay nakadirekta sa axis na ito. Sa mga sumusunod ay tatawagin natin itong kasalukuyang axis. Paraan ng mga diagram ng vector I 0 Dahil ang anggulo φ sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang mga oscillations sa risistor ay zero, ang vector na kumakatawan sa mga oscillations ng boltahe sa paglaban ng R ay ididirekta sa kasalukuyang axis. Ang haba nito ay katumbas ng I 0 · R.
Capacitor sa isang alternating current circuit Isaalang-alang natin ang mga prosesong nagaganap sa isang alternating current electrical circuit na may capacitor. Hayaang mailapat ang boltahe sa kapasidad. Pinapabayaan namin ang inductance ng circuit at ang paglaban ng mga wire, kaya ang boltahe sa kapasitor ay maaaring ituring na katumbas ng panlabas na boltahe. φ A - φ B = U = q/C, ngunit I = dq/dt, samakatuwid dt. Iq I = I 0 · sin ω t ang kasalukuyang mga pagbabago ayon sa batas, kung saan 00 0 cossin qt. dtt ko. Iq Ang integration constant q 0 ay nagsasaad ng arbitrary charge na hindi nauugnay sa kasalukuyang mga pagbabago, kaya't maaari nating ipagpalagay na q 0 =
) 2 sin(cos 000 t C I UTThen Dahil dito, ang mga pagbabagu-bago ng boltahe sa mga capacitor plate sa isang alternating current circuit ay nahuhuli sa phase sa likod ng mga kasalukuyang pagbabagu-bago ng π/2 (o ang mga kasalukuyang pagbabagu-bago ay humahantong sa mga pagbabago ng boltahe ng phase ng π/2). na sa sandaling ang kapasitor ay nagsimulang mag-charge, ang kasalukuyang ay pinakamataas, at ang boltahe ay zero Matapos ang boltahe ay umabot sa pinakamataas nito, ang kasalukuyang ay nagiging zero, atbp. Ang pisikal na kahulugan nito ay ang mga sumusunod: para sa boltahe na mangyari sa. ang kapasitor, dapat mayroong pagtagas na singil dahil sa daloy ng kasalukuyang sa circuit.
Ang ratio ng amplitude ng mga pagbabago sa boltahe sa kapasitor sa amplitude ng kasalukuyang mga pagbabago ay tinatawag na capacitive reactance ng kapasitor (na tinukoy ng X C): Halaga. C IU 1 00 at ayon sa batas ng Ohm U = I · R C XC 1 ay gumaganap ng papel ng paglaban ng seksyon ng circuit Ito ay tinatawag na maliwanag na pagtutol ng kapasidad (kapasidad). diagram ng vector
Inductance sa isang alternating current circuit Hayaang maglagay ng boltahe sa mga dulo ng isang coil ng inductance L na may hindi gaanong resistensya at kapasidad. Ang inductance ng isang current-carrying circuit ay ang koepisyent ng proporsyonalidad sa pagitan ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit at ang nagresultang magnetic flux. Ang inductance L ay nakasalalay sa hugis at sukat ng circuit, pati na rin ang mga katangian ng daluyan Ф = L · I. Sa pagkakaroon ng alternating kasalukuyang sa inductor, ang isang self-inductive emf ay babangon Ang equation ng batas ng Ohm isulat ang mga sumusunod: U = I · R – =0 ILF
) 2 sin(cos]sin= π ang kanilang kabuuan ay zero, at tanging ang boltahe na oscillation sa aktibong paglaban ay nananatili. Dahil ang kalidad na kadahilanan ng maginoo oscillatory circuits ay mas malaki kaysa sa pagkakaisa, ang boltahe amplitudes U o. L at U o. C ay mas malaki kaysa sa amplitude ng boltahe sa mga dulo ng circuit U o.
Pagtatanghal sa paksa: Alternating electric current
