цепи переменного тока. Презентация к уроку физике 11 класс на тему_ Активное, индуктивн. Переменного тока резонанс в последовательной электрической
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА РЕЗОНАНС В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ R,C,L в цепи переменного тока Вопросы для изучения:
R C L @ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год в цепи переменного тока -1 1.Действующие значения тока и напряжения. Активное сопротивление в цепи переменного тока Действующие значения тока и напряжения, виды сопротивлений Рассмотрим активное сопротивление в цепи переменного тока: R Мгновенное значение силы тока через активное сопротивление пропорционально мгновенному значению напряжения Колебания напряжения и силы тока на активном сопротивлении совпадают по фазе РЕЗИСТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА u = Um cos ω t – мгновенное значение напряжения i = Im cos ω t – мгновенное значение силы тока – действующее значение силы тока – действующее значение напряжения – закон Ома для цепи переменного тока с резистором, R – активное сопротивление P = IU = I2R – действующее значение мощности РЕЗИСТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА i i, u t u В цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, колебания силы тока i и напряжения и совпадают по фазе 2. Конденсатор в цепи переменного тока C Конденсатор в цепи переменного тока Давайте вспомним, что такое конденсатор Конденсатор – это система из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика (воздуха, слюды, керамики …) Ясно, что конденсатор – это разрыв в цепи (подобно разомкнутому выключателю), поэтому постоянный ток конденсатор не проводит Конденсатор в цепи переменного тока Итак, конденсатор проводит переменный ток, однако он оказывает току сопротивление, которое называется емкостным сопротивлением - емкостное сопротивление - циклическая частота протекающего тока С – электроемкость конденсатора - частота тока – закон Ома для цепи переменного тока с конденсатором – емкостное сопротивление q = C Um cos ω t - мгновенное значение зарядаu = Um cos ω t - мгновенное значение напряженияi = q΄= – С Um ω sin ω tIm = Um C ω - максимальное значение силы токаi = Im cos (ω t + π) - мгновенное значение силы токаi i, u t u В цепи переменного тока, содержащей конденсатор, колебания силы тока i опережают колебания напряжения u на 3. Индуктивность в цепи переменного тока L Индуктивность в цепи переменного тока Давайте вспомним, что такое индуктивность Индуктивность L– это физическая величина, подобная массе в механике. Как в механике для изменения скорости тела нужно время, и масса является мерой этого времени (инерция), так и электродинамике для изменения тока через проводник нужно время и индуктивность является мерой этого времени (самоиндукция) Катушка индуктивности – это обычный проводник с необычной формой, обладающий активным сопротивлением. Поэтому катушка хорошо проводит постоянный ток, значение которого ограничено только его активным сопротивлением L Явление самоиндукции возникает только в моменты включения и выключения (препятствует любому изменению тока) Индуктивность в цепи переменного тока Посмотрим, как ведет себя индуктивность в цепи переменного тока: Источник тока, обладающий и r Замкнем цепь и сравним яркость горения лампочек 1 и 2 Л1 Л2 В цепи сопротивление R поберем равным активному сопротивлению L R L Лампочка Л1 горит гораздо ярче, чем Л2 Почему ? Индуктивность в цепи переменного тока Все дело в явлении самоиндукции, возникающей в катушке при любом изменении тока, которое мешает этому изменению – поэтому у катушки индуктивности кроме активного сопротивления провода, из которого она сделана, появляется еще одно сопротивление, обусловленное явлением самоиндукции и называемое индуктивным сопротивлением X L - циклическая частота протекающего тока L – индуктивность катушки - частота тока КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА i = Im sin ωt - мгновенное значение силы тока еi = – L i΄= – L Im ω cos ωt и = – еi = Um sin (ωt + ) – мгновенное значение напряжения Um = L Im ω – закон Ома для цепи переменного тока с катушкой индуктивности XL = ω L – индуктивное сопротивление i i, u t u КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности, колебания напряжения и опережают колебания силы тока i на КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, СОДЕРЖАЩЕЕЙ РЕЗИСТОР, КОНДЕНСАТОР, КАТУШКУ ИНДУКТИВНОСТИРЕЗОНАНС В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ Резонанс в электрической цепи – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тока при совпадении частот ω0 = ω, где ω 0 – собственная частота колебаний контура; ω – частота питающего напряжения Iт ω 0 ω0 Когда в цепи наблюдается резонанс Амплитуда установившихся колебаний , при R → 0, I → ∞ При максимальной силе тока: ==> T = Tсоб (ω = ωсоб )
ω ω0 0 Iт ω0 I ω 5. Использование частотных свойств конденсатора и катушки Таким образом, в цепи переменного тока можно выделить 3 вида сопротивлений (или три вида элементов, оказывающих сопротивление току) СОПРОТИВЛЕНИЕ активное реактивное индуктивное емкостное Реальные электрические цепи содержат все виды сопротивлений (активное, индуктивное и емкостное), поэтому ток в реальной цепи зависит от ее полного (эквивалентного) сопротивления, а сдвиг фаз определяется величиной L и C цепи R XL XC |