Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока

1. Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока.

2.

«Ток бежит по
проводам,
И не виден никогда.
Лампочки он зажигает
И приборы оживляет.»
Яков Быль

3. «Война токов»

В истории был период, который известен под условным
названием «война токов».
Главными действующими лицами тогда были небезызвестные
Никола Тесла и
Томас Эдисон. Первый увидел потенциал и удобство
использования переменного
тока, второй 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.

4. Из истории

Первым источником
электроэнергии уже нашей эры
стал электростатический
генератор, изобретённый в
1663 г мэром Магдебурга Отто
фон Герике.

5. Так что такое переменный ток?

Сила тока и напряжение меняются по
гармоническому закону, а частота
колебаний определяется частотой
подключённого в цепь источника
тока.
Как создать переменное напряжение и
переменный ток?
Переменное напряжение и ток в сети
создаётся генераторами переменного
тока на электростанции.

6. Генератор переменного тока

Стандартная
частота
промышленного
тока равна 50 Гц –
это значит, что за
1 секунду ток
изменяет своё
направление 50 раз.

7. Что же происходит в генераторе переменного тока?

8.

Мы установили, что
1.Магнитный поток Ф, пронизывающий контур
катушки, меняется по величине и по
направлению.
Ф = В S cos ωt
2.Следовательно и 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 = Umcos ωt

9. 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),
сопротивление катушки индуктивности c
индуктивностью L – X L (индуктивное), а
сопротивление конденсатора с ёмкостью С – X С
(ёмкостное).

10. Активное сопротивление в цепи переменного тока.

11.

Итак мы выяснили, что сила тока и напряжение в
цепи переменного тока с активным
сопротивлением колеблются в одной фазе.

12. Ёмкость в цепи переменного тока

13.

Мы выяснили, что
1. Постоянный ток через конденсатор на проходит.
2. конденсатор оказывает переменному току
сопротивление.
Выведем формулу ёмкостного сопротивления для
переменного тока.

14. Индуктивность в цепи переменного тока

15.

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.

16.

Итак мы знаем, что если цепь переменного тока
содержит активное сопротивление
1
сопротивление XC =
Ñ
R, ёмкостное
X = ωL, то мы
и индуктивное сопротивление L
можем найти полное сопротивление цепи
переменного тока
Z:
Z=
R² +( XL- XC)² =
1
= √ R² + ( ωL - —
)²
C

17. 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 .
.