Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока (11 класс)

1. Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока. У 49-50 11 кл

Презентация составлена учителем физики
МАОУ «Баянгольская СОШ»
Слесаревым Владимиром Гавриловичем
2016г

2. Цели урока:

1. Продолжить формирование у учащихся
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.

3. Актуализация знаний. Назовите символы, единицы измерения и дайте определение основных характеристик гармонических колебаний.

Амплитуда Период
Частота
колебания Циклическая
частота
Фаза
колебания Начальная
фаза колебания -
А, Xm - [м]
Т - [с]
ν - [ Гц]
ω –[ рад/ с]
ωt+φ₀- [рад]
φ₀ - [ рад]
Максимальное отклонение от точки
равновесия.
Время одного полного колебания.
Число полных колебаний в единицу
времени.
Круговая частота.
Величина, стоящая под знаком синуса или
косинуса.
Положение тела в начальный момент
времени.

4. Решение задач на тему «Электромагнитные колебания».

1.Период колебаний равен 2 с. Частота этих колебаний равна …
а) 0,5 Гц
б) 2 Гц
в) 5 Гц
г) 0,2 Гц
2.Заряд q на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с
течением времени в соответствии с уравнением
4
q = 5٠10 cos
10³ πt. Чему
равна амплитуда колебаний заряда, фаза
колебания и начальная фаза заряда?
3.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
3.Конденсатор
4.Магнит
А
Б

5. Ответы к задачам.

1. А;
2. А =5; ωt = 10³ π t ; φ₀ = 0
3. А – 2; Б = 3.

6.

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

7. «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.

8. Из истории

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

9. 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.

10. Генератор переменного тока

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

11. Что же происходит в генераторе переменного тока?

12.

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

13. 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).

14. Активное сопротивление в цепи переменного тока.

15.

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

16. Ёмкость в цепи переменного тока

17.

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

18. Индуктивность в цепи переменного тока

19.

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.

20.

Итак мы знаем, что если цепь переменного тока
содержит активное сопротивление
сопротивление
XC =
1
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

21. 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 .
.

22. 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:
1
R – активное; Х Ñ = Ñ - ёмкостное;
L
Х L = ωL – индуктивное.
3.Мы узнали формулу, по которой вычисляется
полное сопротивление в цепи переменного тока:
Z = √ R² + (X L- X C )²

23. Рефлексия:

1.Сегодня я узнал …
2.Урок дал мне для жизни…
3.Мне было интересно узнать, что …
4. Мне было трудно понять…