Цепь переменного тока с индуктивностью презентация

Презентация «Цепи переменного тока»

Рабочие листы
к вашим урокам

Курс повышения квалификации

Информационные технологии в деятельности учителя физики

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания физики в школе в условиях реализации ФГОС

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по физике в условиях реализации ФГОС СОО

Рабочий лист по физике 8 класс «Линзы»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Цепь переменного тока
Цепью переменного тока в общем случае является цепь, содержащая последовательно соединенные конденсатор, катушку индуктивности и резистор, присоединенная к зажимам генератора переменного тока.

Резистор в цепи переменного тока
R

Напряжение и сила тока в резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.

Конденсатор в цепи переменного тока

С
Колебания силы тока в цепи конденсатора опережают по фазе колебания напряжения на его обкладках на .

Катушка индуктивности
в цепи переменного тока
В любой момент времени ЭДС самоиндукции равна по модулю и противоположна по знаку напряжению на концах катушки, созданному внешним генератором.
Колебания силы тока в катушке индуктивности отстают по фазе на от колебаний ннапряжения на ней.

Сопротивление элемента электрической цепи, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется во внутреннюю называется активным.
Сопротивления в цепи переменного тока
R

Сопротивления в цепи переменного тока

С
Емкостное сопротивление
Индуктивное сопротивление
Цепью переменного тока с емкостным сопротивлением называют цепь, в которой Uc>>UR, а катушка индуктивности отсутствует.
Цепью переменного тока с индуктивным сопротивлением называется цепь, в которой UR 0, а конденсатор закорочен.
Конденсатор оказывает значительное сопротивление току малой частоты. Для высоких частот емкостное сопротивление мало!
При увеличении частоты тока вихревое электрическое поле заметно препятствует тем изменениям тока, которые его вызвали.

Мощность цепи переменного тока
Действующее значение силы переменного тока равно силе постоянного тока, при котором в проводнике выделяется такое же количество теплоты, что и при переменном токе за тот же промежуток времени.
Если переменный ток изменяется по гармоническому закону, в качестве промежутка времени выбирается период изменения тока.

Действующее значение
силы переменного тока

Емкостное сопротивление
Индуктивное сопротивление
Мощность цепи переменного тока
Среднее значение мощности переменного тока на конденсаторе за период T равно нулю.
Среднее значение мощности переменного тока в катушке индуктивности за период T равно нулю.
Элементы цепи, для которых средняя мощность переменного тока равна нулю обладают реактивным сопротивлением.

Краткое описание документа:

Как часто можно использовать презентации? На каких этапах урока? Только ли учитель должен их готовить?

Компьютер становится помощником учителя, помогает сэкономить время на уроке, появляются новые методы и организационные формы обучения, которые повышает эффективность проведения урока. В начальной школе уроки невозможно представить без наглядных материалов. Особенно на уроках окружающего мира нужно много картинок, схем, иллюстраций. Конечно, все это вешать на доске и менять во время урока не удобно. Поэтому такие уроки желательно проводить с использованием презентаций.

Цель презентации – донести информацию в наглядной, легко воспринимаемой форме. Проведение урока с использованием презентаций требует от учителя дополнительной подготовки, но все затраты окупаются результатами – эффективностью обучения.

Презентации дают возможность преподносить информацию и через текст диктора, и через слова на экране, и через наглядное изображение изучаемого предмета или явления, таким образом, воздействуя одновременно на несколько органов чувств, что приводит к прочности, быстроте усвоения материала, повышается познавательная активность учащихся, создаются предпосылки активной речевой деятельности, развивается мышление.

Презентация включает в себя основные разделы темы «Цепи переменного тока» и тестовый контроль.

Источник

Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока

Рабочие листы
к вашим урокам

Курс повышения квалификации

Специалист в области охраны труда

Курс профессиональной переподготовки

Руководство электронной службой архивов, библиотек и информационно-библиотечных центров

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Игра мемори — Новый год

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема 20
Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор

ОГЛАВЛЕНИЕ
20.1. Получение переменной ЭДС.
20.2. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока.
20.3. Резонанс в последовательной и параллельной цепи.
20.4. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор.

20.1. Получение переменной ЭДС
Рассмотрим контур АВСД, вращающийся с частотой , в постоянном магнитном поле, причем АВ(СД) всегда перпендикулярна направлению поля.
Рис.20.1.

При этом на электроны в контуре действует сила Лоренца, направление которой указано на рисунке 20.2.
Рис. 20.2.
:

Под действием этой силы электроны в контуре приходят в движение, т. е. возникает электрический ток

Через половину периода направление тока в рамке изменяется на противоположное. Угол поворота рамки определится как:
=t.
По закону Фарадея, ЭДС в контуре определяется соотношением:
где =BScos – магнитный поток, пронизывающий рамку.
Получим:
Вывод: ЭДС индукции в рамке изменяется по гармоническому закону.
Рис.20.3.
К оглавлению

20.2. Сопротивление, индуктивность и емкость цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока
Опыт 20.1. Сдвиги фаз в цепи с емкостью и индуктивностью
Оборудование:
Осциллограф электронный.
Коммутатор к осциллографу.
Батарея конденсаторов на 60 мкФ.
Катушка дроссельная с сердечником.
Реостат на 500 Ом.
Лампа на 127 В, 60 Вт на подставке с зажимами.
Проводники соединительные.
Ящик – подставка.
Рис.20.4.
.

Ход работы:
1.Собрать схему рис.20.4.
2.Катушка индуктивности, установленная на стенде, имеет значительное активное сопротивление, которое следует учитывать в дальнейших измерениях.
3.Конденсатор, установленный на стенде, не является идеальным, т.е. в процессе работы он дает утечки тока через изоляцию
4.Для наблюдения явления резонанса можно следить за изменением в зависимости от частоты5. Включите генератор и дайте ему прогреться несколько минут.
6.Особо следует определить точное значение резонансной частоты. Для этого надо, медленно вращая ручку регулировки частоты в диапазоне и внимательно наблюдая за показаниями амперметра, «поймать» частоту, при которой сила тока в цепи принимает максимальное значение. Значение резонансной частоты заносится в отчет.
7. Находясь на резонансной частоте, измерьте падение напряжения на конденсаторе
8.С помощью осциллографа определить сдвиги фаз.

Вывод: между током и напряжением существует фазовый сдвиг

Активное сопротивление в цепи переменного тока
Схема:
Рис. 20.5.
Для данной цепи: U=U0sint.
По закону Ома
амплитудное значение тока.
Вывод: ток и напряжение совпадают по фазе.
График:
Рис. 20.6.
Векторная диаграмма:
Рис. 20.7.
В цепи происходит необратимый процесс преобразования энергии электрического тока в тепловую энергию (нагрев).

Индуктивность в цепи переменного тока
Индуктивным элементом называется элемент, преобразующий энергию электрического тока в энергию магнитного поля, окружающего проводник.
В отличие от предыдущего случая, этот процесс является обратимым, т. е. энергия источника переходит в энергию магнитного поля, затем энергия магнитного поля возвращается в цепь в виде энергии электрического тока. Индуктивный элемент называют реактивным, т. к. он характеризует реакцию электрической цепи на протекание в ней электрического тока.
Схема:
Рис. 20.8.
Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи. ЭДС самоиндукции будет полностью компенсировать падение напряжения на концах катушки:

Имеем:
i=I0sintU=LI0cost=U0cost,
где U0=LI0 – амплитуда напряжения.
Запишем U0 в виде:
U0=RI0=XLI0,
где XL=L – индуктивное сопротивление катушки.
Таким образом запишем закон Ома:
График: представим U в виде: UL=U0sin(t+/2), тогда:
Рис. 20.9.
Векторная диаграмма:
Рис. 20.10.
Вывод: напряжение опережает ток на 90.

Емкость в цепи переменного тока.
Емкостью называется элемент, который преобразует энергию источника электрического тока в энергию электрического поля конденсатора.
Схема:
Рис. 20.11.
По определению
где
амплитудное значение напряжения.
Далее:
где XC – емкостное реактивное сопротивление конденсатора.
Таким образом запишем закон Ома:

График:
Рис. 20.12.
Векторная диаграмма:
Рис. 20.13.
Вывод: в цепи с емкостной нагрузкой напряжение отстает от тока на 90.

Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости в цепи переменного тока
Схема:
Рис. 20.14.
Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи. Результирующее напряжение равно:
U=Ur+UL+UC.
Ток i=ir=iL=iC. Опорный вектор – ток.
Рис. 20.15
Из векторной диаграммы следует:

U2=U2r+(UL+UC)2 или
(IR)2=(Ir)2+I2(XL-XC)2
R2=r2+(XL-XC)=Z, тогда
закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, индуктивность и емкость.
К оглавлению

20.3. Резонанс в последовательной и параллельной цепи
Рассмотрим схему последовательного соединения активного сопротивления, индуктивности и емкости в цепи переменного тока (рис. 20.14).
Определим угол сдвига фаз:
– в цепи преобладает индуктивная нагрузка (>0); напряжение опережает ток по фазе.
– в цепи преобладает емкостная нагрузка ( bC – проводимость индуктивной ветви больше проводимости емкостной (» width=»267″ height=»200″ onclick=»aa_changeSlideByIndex(17, 0, true)» >

bL>bC – проводимость индуктивной ветви больше проводимости емкостной ( 0). Напряжение отстает от тока по фазе.
bL=bC – проводимости равны. (=0). Напряжение совпадает с током по фазе. При этом из закона Ома следует, что ток в цепи будет минимальным (резонанс токов).
Условие резонанса токов:
К оглавлению

20.4. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор.
Для передачи электроэнергии на большие расстояния от источника к потребителю служат линии электропередач (ЛЭП). При этом приходится решать ряд научно — технических задач, одна из которых состоит в уменьшении потерь электроэнергии при ее передаче к потребителю. Эта задача решается путем трансформации напряжения. Трансформация напряжения заключается в изменении величины передаваемого напряжения без существенного изменения мощности электрического тока. Для этой цели служит устройство, называемое трансформатором.
В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из сердечника и двух намотанных на него обмоток (катушек) – первичной и вторичной (рис. 20.18). Сердечник, в свою очередь состоит из тонких плотно склеенных между собой листов электротехнической стали и служит для передачи магнитного потока от первичной катушки ко вторичной. Электротехническая сталь обладает способностью к быстрому перемагничиванию без насыщения и называется магнитомягкой.

Рис. 20.18.
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции Е1 и Е2, создаваемые в первичной и вторичной катушках выражаются формулами
где w1 и w2 – число витков в первичной и вторичной катушках трансформатора соответственно.
По второму правилу Кирхгофа напряжения на первичной и вторичной обмотках
Тогда получим
коэффициент трансформации

В зависимости от величины К12 различают повышающие и понижающие трансформаторы. Например, при передаче электроэнергии от электростанции в ЛЭП используются повышающие трансформаторы и напряжения в ЛЭП составляют тысячи и миллионы вольт (отсюда и названия ЛЭП – 500 и т. д.). Наоборот, т. к. бытовые приборы (потребители электроэнергии) рассчитаны на низкое напряжение (220 В) необходимо последовательно понизить высокое напряжение в ЛЭП через сеть распределительных подстанций районного и местного значения до напряжения, используемого потребителями электроэнергии.
Рис. 20.19.
К оглавлению

XII Международный дистанционный конкурс «Старт»

Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников

Дипломы и сертификаты всем

Конкурс по 16 предметам

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 20 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Источник