Электрический ток. Данная презентация раскрывает тему «постоянный и переменный электрический ток». Презентация предназначена для учащихся средних общеобразовательных. Презентация на тему "переменный электрический ток" Презентация на тему переменный ток

Cлайд 1

Переменный электрический ток Автор презентации: преподаватель физики Рязина Светлана Егоровна ГБОУ РМ СПО (ССУЗ) «Саранский техникум пищевой и перерабатывающей промышленности»

Cлайд 2

Сегодня на уроке: Переменный электрический ток. Резистор в цепи переменного тока. Действующие значения напряжения и силы тока. Мощность в цепи переменного тока.

Cлайд 3

Как наша прожила б планета, Как люди жили бы на ней Без теплоты, магнита, света И электрических лучей? Адам Мицкевич

Cлайд 4

Картофелечистка Протирочная машина Электромясорубка Тестомесильная машина Хлеборезка

Cлайд 5

Электрический ток величина и направление которого меняются с течением времени называется переменным. Переменный электрический ток представляет собой вынужденные электромагнитные колебания.

Cлайд 6

Cлайд 7

Переменный ток может возникать при наличии в цепи переменной ЭДС. Получение переменной ЭДС в цепи основано на явлении электромагнитной индукции. Для этого токопроводящую рамку равномерно с угловой скоростью ω вращают в однородном магнитном поле. При этом значение угла α между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции будет определяться выражением: Получение переменной эдс Следовательно, величина магнитного потока, пронизывающего рамку, будет изменяться со временем по гармоническому закону:

Cлайд 8

Согласно закону Фарадея, при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего контур, в контуре возникает ЭДС индукции. Используя понятие производной, уточняем формулу для закона электромагнитной индукции При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, ЭДС индукции также изменяется со временем по закону синуса (или косинуса). максимальное значение или амплитуда ЭДС. Если рамка содержит N витков, то амплитуда возрастает в N раз. Подключив источник переменной ЭДС к концам проводника, мы создадим на них переменное напряжение:

Cлайд 9

Общие соотношения между напряжением и силой тока Как и в случае постоянного тока, сила переменного тока определяется напряжением на концах проводника. Можно считать, что в данный момент времени сила тока во всех сечениях проводника имеет одно и то же значение. Но фаза колебаний силы тока может не совпадать с фазой колебаний напряжения. В таких случаях принято говорить, что существует сдвиг фаз между колебаниями тока и напряжения. В общем случае мгновенное значение напряжения и силы тока можно определить: или φ – сдвиг фаз между колебаниями тока и напряжения Im – амплитуда тока, А.

Cлайд 10

Резистор в цепи переменного тока Рассмотрим цепь, содержащую нагрузку электрическое сопротивление которой велико. Это сопротивление мы теперь будем называть активным, так как при наличии такого сопротивления электрическая цепь поглощает поступающую к ней от источника тока энергию, которая превращается во внутреннюю энергию проводника. В такой цепи: Электрические устройства, преобразующие электрическую энергию во внутреннюю, называются активными сопротивлениями

Cлайд 11

Поскольку мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения, то его можно рассчитать по закону Ома для участка цепи: В цепи с активным сопротивлением сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения равен нулю, т.е. колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения.

Cлайд 12

Действующие значения напряжения и силы тока Когда говорят, что напряжение в городской электрической сети составляет 220 В, то речь идёт не о мгновенном значении напряжения и не его амплитудном значении, а о так называемом действующем значении. Когда на электроприборах указывают силу тока, на которую они рассчитаны, то также имеют в виду действующее значение силы тока. ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ Действующее значение силы переменного тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время. Действующее значение напряжения:

Cлайд 13

Мощность в цепи переменного тока Действующие значения напряжения и силы тока фиксируются электроизмерительными приборами и позволяют непосредственно вычислять мощность переменного тока в цепи. Мощность в цепи переменного тока определяется теми же соотношениями, что и мощность постоянного тока, в которые вместо силы постоянного тока и постоянного напряжения подставляют соответствующие действующие значения: Когда между напряжением и силой тока существует сдвиг фаз, мощность определяется по формуле:

Cлайд 14

ВЫВОДЫ На этом уроке вы узнали, что: переменный электрический ток представляет собой вынужденные электромагнитные колебания, в которых сила тока в цепи изменяется со временем по гармоническому закону; получение переменной ЭДС в цепи основано на явлении электромагнитной индукции; на активном сопротивлении разность фаз колебаний силы тока и напряжения равна нулю; действующие значения переменного тока и напряжения равны значениям постоянного тока и напряжения, при которых в цепи с тем же активным сопротивлением выделялась бы та же энергия; мощность в цепи переменного тока определяется теми же соотношениями, что и мощность постоянного тока, в которые вместо силы постоянного тока и постоянного напряжения подставляют соответствующие действующие значения.

Переменный электрический ток- электрический ток, который через равные промежутки времени изменяется по величине и направлению. Почти вся электрическая энергия вырабатывается в виде переменного электрического тока. Именно поэтому его значение велико и область его применения широка.

Генератор переменного тока. В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Существуют промышленные и бытовые генераторы: Промышленные генераторы- наилучший вариант для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Применение в сельском хозяйстве. В с/х используются дизельные генераторы, которые обеспечивают сельскохозяйственную технику (насосы, оборудования, освещение), продление светового дня (для теплиц и птичников), отопление, доильные аппараты и т.д. Также в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур используется низкочастотное излучение квантового генератора в который записана информация снятая с оригиналов применяемых для локализации различных болезней и удаления насекомых.

Презентация составлена учителем физики МКОУ ВСОШ № 2 при ИК с. Чугуевка Мурзагильдиной Людмилой Борисовной 2016г Цели урока: 1. Продолжить формирование представлений о гармонических электромагнитных колебаниях, о вынужденных электромагнитных колебаниях и видах сопротивлений в цепи переменного тока. 2. Развивать познавательные интересы учащихся по данной теме через различные информационные ресурсы: учебник, презентацию, таблицы. 3. Научиться находить полезное и необходимое в изучаемом материале. Актуализация знаний. 1. Какие колебания называются гармоническими? Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса. 2 . Дайте определение электромагнитных колебаний. Процессы в электрических цепях, в которых периодически изменяются заряд, сила тока, напряжение и ЭДС. 3. Почему затухают свободные электромагнитные колебания? Свободные электромагнитные колебания затухают из-за сопротивления. 4. Назовите формулу периода электромагнитных колебаний. 5. Назовите систему, в которой происходят электромагнитные колебания. Решение задач на тему «Электромагнитные колебания». 1.Заряд q на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени в соответствии с уравнением q =5٠10-4cos 103πt. Чему равна амплитуда колебаний заряда, фаза колебания и начальная фаза заряда? Амплитуда - 5٠10- 4 Фаза колебаний заряда-103πt Начальная фаза =0 Решение задач на тему «Электромагнитные колебания». 2.Какой из перечисленных приборов обязательно входит в состав цепи постоянного тока и колебательного контура? Подберите к позиции первого столбца нужную позицию из второго. Запишите в таблицу полученные цифры под соответствующими буквами. А) Цепь постоянного тока 1.Амперметр Б)Колебательный контур 2.Источник тока А 3.Конденсатор 4.Магнит Б Ответ на задачу: А Б 2 3 Изучение новой темы нашего урока « Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока» Электрический ток, меняющий свою величину и направление с течением времени – называется переменным током. Наша задача – в течение урока проверить: -переменный ток – это вынужденные колебания; - что с течением времени ток меняет свои направления и величину. «Ток бежит по проводам, И не виден никогда. Лампочки он зажигает И приборы оживляет.» Яков Быль «Война токов» В истории был период, который известен под условным названием «война токов». Главными действующими лицами тогда были небезызвестные Никола Тесла и Томас Эдисон. Никола Тесла увидел потенциал и удобство использования переменного тока. А Эдисон настаивал на том, что следует пользоваться постоянным электричеством (точка зрения, которая была тогда общепринятой). Эдисон даже проводил публичные демонстрации, довольно жестокие. Дело в том, что переменный ток, несмотря на свои преимущества, представляет большую опасность для живых существ. Томас Эдисон использовал этот факт, чтобы создать в народе страх и недоверие к идеям Теслы: он прилюдно убивал животных с помощью переменного тока. Один раз даже провели демонстрацию на слоне: пара секунд - и могучее животное упало замертво. Из истории Первым источником электроэнергии уже нашей эры стал электростатический генератор, изобретённый в 1663 г мэром Магдебурга Отто фон Герике. Так что такое переменный ток? Сила тока и напряжение меняются по гармоническому закону, а частота колебаний определяется частотой подключённого в цепь источника тока.(50 Гц) Как создать переменное напряжение и переменный ток? Переменное напряжение и ток в сети создаётся генераторами переменного тока на электростанции. Генератор переменного тока Стандартная частота промышленного тока равна 50 Гц – это значит, что за 1 секунду ток изменяет своё направление 50 раз. Что же происходит в генераторе переменного тока? Мы установили, что 1.Магнитный поток Ф, пронизывающий контур катушки, меняется по величине и по направлению. Ф = В S cos ωt 2. Индуктируемый в катушке ток меняется по величине и направлению. i = Im sin (ωt+φ₀) 3. Колебания напряжения и силы тока отличаются фазой колебания (φ₀). u = Um cos ωt Какую же роль в цепи переменного тока играют сопротивления? В цепь переменного тока можно включить электрические сопротивления – резисторы, индуктивное и ёмкостное сопротивления (колебательный контур). Резисторы обладают сопротивлением R (активное сопротивление), катушка индуктивности c индуктивностью L – X L (индуктивным сопротивлением), а конденсатор с ёмкостью С – X С (ёмкостным сопротивлением). Активное сопротивление в цепи переменного тока. Итак мы выяснили, что сила тока и напряжение в цепи переменного тока с активным сопротивлением колеблются в U одной фазе, а активное сопротивление R= m I m Ёмкость в цепи переменного тока Мы выяснили, что: 1.Постоянный ток через конденсатор на проходит. 2. Конденсатор оказывает переменному току сопротивление. Формула ёмкостного сопротивления Индуктивность в цепи переменного тока Мы выяснили, что: 1. При постоянном токе катушка обладает небольшим активным сопротивлением(т.е. является резистором) и изменение её индуктивности не влияет на её сопротивление. 2. При переменном токе индуктивное сопротивление тем больше, чем больше индуктивность катушки. 3.Индуктивное сопротивление Итак мы знаем, что если цепь переменного тока содержит активное сопротивление R= 1 X C = С и индуктивное сопротивление X = ωL, то L ёмкостное сопротивление мы можем найти полное сопротивление цепи переменного тока Z: , Итог урока: 1.Мы узнали, что такое переменный ток и его характеристики, которые изменяются по гармоническому закону: Ф = BS cos ωt; i= Imsin (ωt+φ₀) ; u = Um cos ωt. 2. Цепь переменного тока может содержать три вида сопротивлений: L 1 R – активное; Х = - ёмкостное; С С Х L = ωL – индуктивное. 3.Мы узнали формулу, по которой вычисляется полное сопротивление в цепи переменного тока: Z = √ R² + (X L- X C)² Закрепление изученной темы урока: 1.Почему не используют для освещения переменный ток с частотой 10 – 15 Гц? Будет мигание лампочек. Глаз частоту 10 Гц воспринимает как мельтешение. 2.В электрическую цепь включена катушка, по которой сначала пропускают постоянный ток, потом – переменный ток того же напряжения. В каком случае катушка нагреется сильнее? В первом. Катушка для переменного тока будет обладать ещё и реактивным сопротивлением. Поэтому во втором случае ток меньше, соответственно и выделение тепла – меньше. 3. Как изменится накал лампы, если конденсатор будет пробит и цепь в этом месте замкнётся? Каждый конденсатор имеет сопротивление, если мы уберём это сопротивление, то накал лампы увеличится. 4.В цепь переменного тока включены резистор с R = 5 Ом, конденсатор с сопротивлением ХC =6 Ом и катушка индуктивности с сопротивлением ХL=18 Ом. Найдите полное сопротивление цепи. Дано: Решение: R=5Ом Z= √R²+(XL -Xc)² ХС=6Ом Z=√25Ом²+(18Ом-6Ом)² ХL=18Ом =√25Ом²+144Ом² ________ =13 Ом. Z-? Выполнение Самостоятельной работы (тест) по теме «Переменный ток». время 5-7 мин. Рефлексия: 1.Сегодня я узнал, что … 2.Меня удивили приведённые факты о … 3.Мне было интересно узнать, что … 4. Мне было трудно понять… 5. Мне понравилось на уроке…

Переменный электрический ток. Генератор переменного электрического тока.

Определение

Переменным током называется электрический ток, который периодически изменяется по величине и по направлению.

Условное обозначение или.

Модуль максимального значения силы тока за период называется амплитудой колебаний силы тока.

В настоящее время в электрических сетях используется переменный ток. Многие законы, которые были выведены для постоянного тока, действуют и для переменного тока.

Переменный ток имеет ряд преимуществ по сравнению с

постоянным током:

- генератор переменного тока значительно проще и дешевле генератора постоянного тока;
- переменный ток можно трансформировать;
- переменный ток легко преобразуется в постоянный;
- двигатели переменного тока значительно проще и дешевле двигателей постоянного тока;
- проблема передачи электроэнергии на большие расстояния была решена только при использовании переменного тока высокого напряжения и трансформаторов.

Для производства

переменного тока применяется

синусоидальное напряжение.

Частота переменного тока – это число колебаний в 1 с

Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц.

Является

электромеханическим устройством, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока.

Системы производящие переменный ток были известны в простых видах со времён открытия магнитной индукции электрического тока.

Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции - возникновении электрического напряжения в обмотке статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается с помощью вращающегося электромагнита - ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока.