Презентация по физике для проведения урока по теме: R, C, L в цепи переменного

цепи переменного тока

Написать конспект, рассчитать цепь переменного тока на последнем

2006 год
в цепи переменного тока -1

переменного тока

вопроса давайте вспомним, чем обусловлено сопротивление проводника прохождению тока через

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

При прохождении тока через проводник свободные электроны испытывают соударения с атомами кристаллической решетки, передавая им часть своей энергии. При этом внутренняя энергия проводника увеличивается (он нагревается и оказывает сопротивление току)
Такой вид сопротивления называется активным (есть еще один вид сопротивления – реактивное, не вызывающее нагрева проводника и обусловленное другими процессами)

в цепи переменного тока:
R
Мгновенное значение силы тока через активное

Колебания напряжения и силы тока на активном сопротивлении совпадают по фазе

на активном сопротивлении
Колебания напряжения и силы тока на активном сопротивлении

Активное сопротивление в цепи переменного тока

напряжения и силы тока:
При прохождении переменного тока через проводник,

Какое значение тока можно использовать для расчета работы и мощности тока ?

Понятно, что необходимо брать усредненное значение, называемое действующим значением силы тока (т.е действие переменного тока заменяется действием постоянного тока, дающего такой же тепловой эффект)

Im

Iд

t,c

i,A

Тогда действующая мощность (средняя мощность):
а выделяемое в проводнике тепло:

это система из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика (воздуха, слюды,

Ясно, что конденсатор – это разрыв в цепи (подобно разомкнутому выключателю), поэтому постоянный ток конденсатор не проводит

цепи переменного тока:
~
Источник ~ тока, обладающий  и

Замкнем цепь и понаблюдаем движение электронов в цепи:

Мы видим, что ток между обкладками конденсатора по прежнему не идет, однако вследствие перезарядки конденсатора через лампочку идет переменный ток – т.е. конденсатор проводит переменный ток

однако он оказывает току сопротивление, которое называется емкостным сопротивлением
-

 - циклическая частота протекающего тока
С – электроемкость конденсатора
 - частота тока

формулы видно, что сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте протекающего тока

Сопротивление конденсатора уменьшается с ростом частоты, значит конденсатор хорошо проводит высокочастотные колебания и плохо – низкочастотные, а постоянный ток вообще не проводит

частоты:
Сопротивление конденсатора зависит и от его электроемкости:
при фиксированной частоте

С1

С2

С2>C1

XС1

XС2

током:
Если напряжение на конденсаторе меняется по закону:
то

тогда сила тока в цепи:

Колебания тока на конденсаторе опережают колебания напряжения на /2

в цепи переменного тока

это физическая величина, подобная массе в механике. Как в механике

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)

цепи переменного тока:
~
Источник ~ тока, обладающий  и

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 ?

возникающей в катушке при любом изменении тока, которое мешает этому

 - циклическая частота протекающего тока
L – индуктивность катушки
 - частота тока

формулы видно, что индуктивное сопротивление прямо пропорционально частоте протекающего тока

Индуктивное сопротивление увеличивается с ростом частоты, значит катушка хорошо проводит низкочастотные колебания и плохо – высокочастотные, а для постоянного тока оно равно нулю

катушке изменяется по закону:
то напряжение на катушке изменяется

Ток в катушке индуктивности отстает от напряжения /2

Правило:

C I V I L

Индуктивность в цепи переменного тока

и напряжения на индуктивности:

цепи переменного тока можно выделить 3 вида сопротивлений (или три

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

хорошо проводит ВЧ колебания, и плохо – НЧ колебания
катушка

Эти свойства позволяют создать:
1. Различные частотные фильтры – схемы, позволяющие выделить из всего сигнала (например от магнитофона) НЧ и ВЧ составляющие:

Вход сигнала от магнитофона

ВЧ

НЧ

! Объясните на основе свойств конденсатора и катушки действие частотного фильтра, представленного на схеме

Используя различные значения R, L и C, можно создавать фильтры с заданными параметрами (полосой пропускания)

состоящий из конденсатора и катушки индуктивности
L
C
Колебательный контур обладает замечательный



Эти свойства контура широко применяются в радио и телеприемной и передающей аппаратуре для селекции сигналов



катушка с индуктивностью L = 25мкГн, конденсатор с электроемкостью C = 40