Переменный электрический токУчитель физики Кобцева Надежда АлександровнаМКОУ Новобелянская СОШЭлектрический ток величина и направление которого меняются с течением времени называется переменным.Переменный электрический токпредставляет собойвынужденные электромагнитныеколебания.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 эдсСледовательно, величина магнитного потока, пронизывающего рамку, будет изменяться со временем по гармоническому закону: Согласно закону Фарадея, при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего контур, в контуре возникает ЭДС индукции. Используя понятие производной, уточняем формулу для закона электромагнитной индукцииПри 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:Общие соотношения между напряжением и силой токаКак 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:илиφ – сдвиг фаз между колебаниями тока и напряженияIm – амплитуда тока, А.Резистор в цепи переменного токаРассмотрим 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

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.

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:

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:

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.

---

Смотрите также файлы

• Среднее число рабочих, чел.docx

• Какие бывают жиры растворяемые и не растворяемые и роль жиров в организме человека.pptx

• Решение было получено и оформлено с помощью сервиса Индекс Херфиндаля.rtf

• Практическая работа 10 министерство науки и высшего образования российской федерации.docx

• Занятие 1 Тема Потребности и ресурсы.docx