Задания. Тип сопротивления. Активное. Индуктивное. Емкостное

План конспект урока электрические цепи с активным сопротивлением (электротехника) 12 группа 07.04.2020

Цель урока: ознакомить с электрическими цепями с активным сопротивлением

В случае электрических колебаний обычно нас не интересуют значения силы тока, напряжения и других величин в каждый момент времени. Важны общие характеристики колебаний, такие, как амплитуда, период, частота, действующие значения силы тока и напряжения. Именно действующие значения силы тока и напряжения регистрируют амперметры и вольтметры переменного тока.

Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется действующим значением силы переменного тока.

2) Сопротивление в цепи переменного тока

Заполнить таблицу.

Задания

Тип сопротивления

Активное

Индуктивное

Емкостное

Упрощенная схема включе- ния сопротив- лений в цепь.

Пропускная способность сопротивлений

Активное сопро- тивление про- пускает и пос- тоянный и пере- менный ток.

Пропускает по- стоянный и пере- менный ток.

Пропускает пере- менный и не про- пускает постоян- ный.

Формула мгновенного значение

напряжения и силу тока

Графики коле- баний силы тока и напря- жения.

Их пояснение.

Формула сопротивлений

График зави- симости сопро- тивлений от частоты

Превращение энергии тока

Во внутреннюю энергию провод- ника.

В энергию магни- тного поля катуш- ки

В энергию элек- трического поля конденсатора.

3) Закон Ома для переменного тока.

В действительности участок цепи, по которому протекает переменный электрический ток, обладает свойствами активного, емкостного и индуктивного сопротивлений, правда, в разной степени. В каких-то случаях тем или иным сопротивлением можно пренебречь – в зависимости от решаемой задачи.

Рассмотрим процессы, происходящие на реальном участке цепи, представляющем собой последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки индуктивности.

Отношения между физическими величинами для такого участка значительно сложнее, поэтому обратимся к главным результатам.

Полное электрическое сопротивление цепи переменному току:

Величина

называется реактивным сопротивлениемили реактансом.

Закон Ома для цепи переменного тока запишется в виде:

Формулировка закона Ома для цепи переменного тока:

Амплитуда силы переменного тока прямо пропорциональна амплитуде напряжения и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Закон Ома для действующих значений силы тока и напряжения:

Сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения можно определить из векторной диаграммы:

На реальном участке цепи происходят новые физические явления. Одно из важных – электрический резонанс.

4) Электрический резонанс.

Явление электрического резонанса впервые было описано выдающимся английским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом в 1868 году.

Из формулы (7) следует условие, при котором наступает электрический резонанс: сила тока максимальна при минимальном значении полного сопротивления цепи, т.е. когда:

При этом:

· цепь обладает только активным сопротивлением;

· (U_L)_рез. = (U_C)_рез. (по модулю), но противоположны по фазе.

Выводы:

Из (10) следует, что электрический резонанс происходит, когда частота вынуждающего напряжения равна собственной частоте электрической цепи:

Амплитуда установившихся колебаний силы тока при резонансе определяется:

При электрическом резонансе цепь фактически обладает только активным сопротивлением, т.е. нет сдвига фаз между силой тока и напряжением, хотя до и после резонанса этот сдвиг фаз есть.

Проанализируем формулу (12):

· при R —> 0 (I_max)_рез. —> (чем меньше активное сопротивление R, тем более острый максимум имеет резонансная кривая);

· при R —> говорить о резонансе не имеет смысла.

<Рисунок 3>

Таким образом: резонанс в электрической цепи переменного тока – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока в колебательном контуре при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с частотой свободных незатухающих колебаний в контуре.

Домашнее задание: выучить и законспектировать