СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Тема урока:

«

СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА»

Учитель физики

МАОУ «СОШ №7»г.Улан-Удэ

Культикова С.А.

•

R,C,L в цепи переменного тока

Вопросы для изучения:

1. Действующие значения тока и напряжения. Активное

сопротивление в цепи ~ тока

2. Конденсатор в цепи ~ тока
3. Индуктивность в цепи ~ тока
4. Использование частотных свойств конденсатора и

катушки индуктивности

R

C

L

@ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год

в цепи переменного тока

-

1

1.

Действующие значения

тока и напряжения. Активное

сопротивление в цепи

переменного тока

Действующие значения тока и напряжения, виды сопротивлений

Рассмотрим активное сопротивление в цепи переменного тока:

R
t

U

U
m


cos



Мгновенное значение силы

тока через активное
сопротивление
пропорционально
мгновенному значению
напряжения

t

I
R

t

U

R
U
i
m

m



cos
cos






Колебания напряжения и силы тока на активном сопротивлении

совпадают по фазе

2

I
I

m

=

u = Um cos ω t – мгновенное значение напряжения
i = Im cos ω t – мгновенное значение силы тока

– действующее значение

силы тока
2

U

U

m

=

– действующее значение

напряжения

R
U
I =
R
U
I

m

m =
– закон Ома для цепи переменного тока с

резистором, R – активное сопротивление

P = IU = I2R – действующее значение мощности

i

i, u

t

u

В цепи переменного тока, содержащей активное

сопротивление, колебания силы тока i и

напряжения и совпадают по фазе

2.

Конденсатор в цепи

переменного тока

C

Конденсатор в цепи переменного тока

Давайте вспомним, что такое конденсатор

Конденсатор – это система из двух
проводников, разделенных слоем
диэлектрика (воздуха, слюды,
керамики …)

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

Конденсатор в цепи переменного тока

Итак, конденсатор проводит переменный ток, однако он
оказывает току сопротивление, которое называется емкостным
сопротивлением

C

C
С
X




2

1

1 

С
X
- емкостное
сопротивление

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

C
X
U
I =

C
X C


1


– закон Ома для цепи переменного тока с
конденсатором

– емкостное сопротивление

q = C Um cos ω t - мгновенное значение заряда
u = Um cos ω t - мгновенное значение напряжения
i = q΄= – С Um ω sin ω t
Im = Um C ω - максимальное значение силы тока
i = Im cos (ω t + π) - мгновенное значение силы тока

i

i, u

t
u

В цепи переменного тока, содержащей

конденсатор, колебания силы тока i опережают

колебания напряжения u на

3.

Индуктивность в цепи

переменного тока

L

Индуктивность в цепи переменного тока

Давайте вспомним, что такое индуктивность

Индуктивность L– это физическая величина,
подобная массе в механике. Как в механике для
изменения скорости тела нужно время, и масса
является мерой этого времени (инерция), так и
электродинамике для изменения тока через
проводник нужно время и индуктивность является
мерой этого времени (самоиндукция)

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)

Индуктивность в цепи переменного тока

Посмотрим, как ведет себя индуктивность в цепи переменного
тока:

~

Источник ~ тока,

обладающий

 и r

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 ?

Индуктивность в цепи переменного тока

Все дело в явлении самоиндукции, возникающей в катушке при
любом изменении тока, которое мешает этому изменению –
поэтому у катушки индуктивности кроме активного
сопротивления провода, из которого она сделана, появляется
еще одно сопротивление, обусловленное явлением

самоиндукции и называемое индуктивным сопротивлением X L

L

L

XL




2





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

i = Im sin ωt - мгновенное значение силы тока

еi = – L i΄= – L Im ω cos ωt

и = – еi = Um sin (ωt + ) – мгновенное значение напряжения

Um = L Im ω

L
X
U
I =

– закон Ома для цепи переменного тока с

катушкой индуктивности

XL = ω L – индуктивное сопротивление

i

i, u

t

u

В цепи переменного тока, содержащей катушку

индуктивности, колебания напряжения и опережают

колебания силы тока i на

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,

СОДЕРЖАЩЕЕЙ РЕЗИСТОР, КОНДЕНСАТОР,

КАТУШКУ ИНДУКТИВНОСТИ

Резонанс в электрической цепи – явление резкого
возрастания амплитуды вынужденных колебаний
тока при совпадении частот ω0 = ω, где
ω 0 – собственная частота колебаний контура;
ω – частота питающего напряжения

Iт

ω

0

ω0

Когда в цепи наблюдается резонанс

Амплитуда установившихся колебаний

, при R → 0, I → ∞

При максимальной силе тока:

==> T = Tсоб
(ω = ωсоб )

ПОЛЬЗА РЕЗОНАНСА

ВРЕД РЕЗОНАНСА

ω = ω0
Используется при

осуществлении

радиосвязи, основана
работа измерительных

приборов

При резком возрастании тока –

приводит к нарушению изоляции
витков катушки индуктивности;

при резком увеличении

напряжения –

к пробою конденсаторов

ω

ω0
0

Iт

ω0

I

ω

5. Использование частотных свойств конденсатора и катушки

Таким образом, в цепи переменного тока можно выделить 3 вида
сопротивлений (или три вида элементов, оказывающих сопротивление
току)

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

Тестирование

запущено

Название сайта: zzi.sh

Код nue2655

Название теста:

11класс активное, индуктивное,

ёмкостное

сопротивление

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Работа с теорией

§§ 27-31.

Выписать формулы,

определения

https://kulitikova.wixsite.com/cji37
«4-5» Выполнение

письменной работы на
gmail.com

СПАСИБО
ЗА УРОК!