Интерактивный материал в помощь учителю при проведении урока. Однофазный переменный ток

ОДНОФАЗНЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 

Постоянным называют ток, который может изменяться по величине, но не изменяет своего знака сколь угодно долгое время. Переменным называют ток, который периодически изменяется как по величине, так и по знаку. Величиной, характеризующей переменный ток, является частота 

Получение переменного тока

Если проводник А вращать в магнитном потоке, образованном двумя полюсами магнита, в направлении по часовой стрелке (рис. 1), то при пересечении проводником магнитных силовых линий в нем будет индуктироваться э. д. с, величина которой определяется выражением  Е = Вlvsinα, 

где В — магнитная индукция в Тл, l — длина проводника в м, v — скорость движения проводника в м/сек, α - угол, под которым проводник пересекает магнитные силовые линии. 

При повороте проводника на 360° индуктированная э. д. с. не только изменяется все время по величине, но и дважды меняет свое направление.  Если проводник замкнуть на какое-либо сопротивление, то в проводнике появится электрический ток, также изменяющийся по величине и направлению. 

Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в полупроводниках – электроны и, так называемые, "дырки" ("электронно-дырочная проводимость").

Электрический ток, непрерывно изменяющийся по величине и направлению, называется переменным током. 

Единица тока называется ампер (А). Ток в проводнике равен 1 А, если через поперечное сечение проводника за 1 сек проходит электрический заряд, равный 1 кулон. 

Генераторы переменного тока Устройства являются энергетической частью любого механизма. В результате работы составных частейпосредников они способны создавать ток переменного характера.

Принцип работы генераторов переменного тока.

 Генератор - это производитель нового состояния энергии. Взаимодействием статора и ротора (неподвижной и подвижной составляющих двигателя) он преобразует механический поток в электрический. Энергия в механизме движется поступательно и плавно - за счет щеток и роторных колец. При их соприкосновении возникает постоянное трение. Так осуществляется передача энергии между статичным статором и динамичным ротором. 

Период (Т) – это время, за которое заряженная частица совершает полное колебание; Частота переменного тока - величина, обратная периоду За единицу измерения частоты переменного тока принят 1 Герц (Гц) – это частота, равная одному периоду в одну секунду. Стандартной промышленной частотой переменного тока является частота в 50Гц.

За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительно заряженные частицы, т.е. направление, противоположное перемещению электронов.  

Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника. Токи высокой частоты применяется в машиностроении для термообработки поверхностей деталей и сварки, в металлургии для плавки металлов. Переменные токи подразделяют на синусоидальные и несинусоидальные. 

                                              

Синусоидальным называют ток, изменяющийся по гармоническому закону. Установившиеся (фиксированные) значения постоянного и переменного токов обозначают прописной буквой I.

Действующее значение переменного тока

При пропускании переменного тока через лампочку нить ее будет накаливаться. При стандартной частоте переменного тока 50 гц никакого мигания света наблюдаться не будет, так как нить лампочки накаливания, обладая тепловой инерцией, не успевает остыть в те моменты, когда ток в цепи равен нулю. Применение для освещения переменного тока с частотой меньше 50 гц уже нежелательно в связи с тем, что появляются неприятные, утомляющие зрение колебания силы света лампочки.

 Переменный ток все время изменяется как по величине, так и по направлению. Естественно возникает вопрос, как же измерить переменный ток и какое значение его при изменении по синусоиде следует принять как производящее то или иное действие. 

С этой целью переменный ток сравнивают по производимому им действию с постоянным током, величина которого в течение опыта остается неизменной. 

Проводники электрического тока

Материал, в котором течѐт ток, называется проводником. Некоторые материалы при низких температурах переходят в состояние

сверхпроводимости. В таком состоянии они не оказывают почти никакого сопротивления току, их сопротивление стремится к нулю. Во всех остальных случаях проводник оказывает сопротивление течению тока и в результате часть энергии электрических частиц превращается в тепло. Силу тока можно рассчитать по закону Ома для участка цепи и закону Ома для полной цепи.  Немецкий физик Георг Ом (1787 -1854) экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорционально напряжению U на концах проводника:

I    = U/R,

где R - электрическое сопротивление проводника.

Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.  

Скорость движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света в данной среде, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны. 

Как ток влияет на организм человека

Ток, пропущенный через организм человека или животного, может вызвать электрические ожоги, фибрилляцию или смерть. По технике безопасности, минимально ощутимый человеком ток составляет 1 мА.

Опасным для жизни человека ток становится начиная с силы примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится начиная с силы примерно 0,1 А. Безопасным считается напряжение менее 42 В.

ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИЕ ЗНАКИ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

обозначения на электрических схемах

ПРОСТЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОСХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛАМПЫ

ЧЕРЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Фазный провод ВСЕГДА подключают через выключатель во избежание поражения электрическим током при замене ламп.

включение люстры двойным выключателем

ЭЛЕКТРОСХЕМА СОЕДИНЕНИЙ РАЗВЕТВИТЕЛЬНОЙ КОРОБКИ

Разветвительная коробка

• 1 слайд

  Однофазный переменный ток
  
  

• 2 слайд

  Постоянным называют ток, который может изменяться по величине, но не изменяет своего знака сколь угодно долгое время.
  Переменным называют ток, который периодически изменяется как по величине, так и по знаку. Величиной, характеризующей переменный ток, является частота
  

• 3 слайд

  Получение переменного тока
  Если проводник А вращать в магнитном потоке, образованном двумя полюсами магнита, в направлении по часовой стрелке (рис. 1), то при пересечении проводником магнитных силовых линий в нем будет индуктироваться э. д. с, величина которой определяется выражением
  Е = Вlvsinα,
  где В — магнитная индукция в Тл, l — длина проводника в м, v — скорость движения проводника в м/сек, α - угол, под которым проводник пересекает магнитные силовые линии.
  

• 4 слайд

  При повороте проводника на 360° индуктированная э. д. с. не только изменяется все время по величине, но и дважды меняет свое направление.
  Если проводник замкнуть на какое-либо сопротивление, то в проводнике появится электрический ток, также изменяющийся по величине и направлению.
  Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в полупроводниках – электроны и, так называемые, "дырки" ("электронно-дырочная проводимость").
  Электрический ток, непрерывно изменяющийся по величине и направлению, называется переменным током.
  Единица тока называется ампер (А). Ток в проводнике равен 1 А, если через поперечное сечение проводника за 1 сек проходит электрический заряд, равный 1 кулон.
  
  

• 5 слайд

  Генераторы переменного тока Устройства являются энергетической частью любого механизма. В результате работы составных частей-посредников они способны создавать ток переменного характера.
  Принцип работы генераторов переменного тока.
  Генератор - это производитель нового состояния энергии. Взаимодействием статора и ротора (неподвижной и подвижной составляющих двигателя) он преобразует механический поток в электрический. Энергия в механизме движется поступательно и плавно - за счет щеток и роторных колец. При их соприкосновении возникает постоянное трение. Так осуществляется передача энергии между статичным статором и динамичным ротором.
  

• 6 слайд

• 7 слайд

  Период (Т) – это время, за которое заряженная частица совершает полное колебание; Частота переменного тока - величина, обратная периоду За единицу измерения частоты переменного тока принят 1 Герц (Гц) – это частота, равная одному периоду в одну секунду. Стандартной промышленной частотой переменного тока является частота в 50Гц.
  За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительно заряженные частицы, т.е. направление, противоположное перемещению электронов.
  

• 8 слайд

  Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника. Токи высокой частоты применяется в машиностроении для термообработки поверхностей деталей и сварки, в металлургии для плавки металлов. Переменные токи подразделяют на синусоидальные и несинусоидальные.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Синусоидальным называют ток, изменяющийся по гармоническому закону.
  Установившиеся (фиксированные) значения постоянного и переменного токов обозначают прописной буквой I.
  
  
  

• 9 слайд

  Действующее значение переменного тока
  При пропускании переменного тока через лампочку нить ее будет накаливаться. При стандартной частоте переменного тока 50 гц никакого мигания света наблюдаться не будет, так как нить лампочки накаливания, обладая тепловой инерцией, не успевает остыть в те моменты, когда ток в цепи равен нулю. Применение для освещения переменного тока с частотой меньше 50 гц уже нежелательно в связи с тем, что появляются неприятные, утомляющие зрение колебания силы света лампочки.
  Переменный ток все время изменяется как по величине, так и по направлению. Естественно возникает вопрос, как же измерить переменный ток и какое значение его при изменении по синусоиде следует принять как производящее то или иное действие.
  С этой целью переменный ток сравнивают по производимому им действию с постоянным током, величина которого в течение опыта остается неизменной.
  

• 10 слайд

  Проводники электрического тока
  Материал, в котором течёт ток, называется проводником. Некоторые материалы при низких температурах переходят в состояние сверхпроводимости. В таком состоянии они не оказывают почти никакого сопротивления току, их сопротивление стремится к нулю. Во всех остальных случаях проводник оказывает сопротивление течению тока и в результате часть энергии электрических частиц превращается в тепло. Силу тока можно рассчитать по закону Ома для участка цепи и закону Ома для полной цепи.
  Немецкий физик Георг Ом (1787 -1854) экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорционально напряжению U на концах проводника:
  I = U/R,
  где R - электрическое сопротивление проводника.
  Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.
  Скорость движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света в данной среде, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны.
  

• 11 слайд

• 12 слайд

  Как ток влияет на организм человека
  Ток, пропущенный через организм человека или животного, может вызвать электрические ожоги, фибрилляцию или смерть. По технике безопасности, минимально ощутимый человеком ток составляет 1 мА. Опасным для жизни человека ток становится начиная с силы примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится начиная с силы примерно 0,1 А. Безопасным считается напряжение менее 42 В.
  

• 13 слайд

  ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИЕ ЗНАКИ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
  

• 14 слайд

  обозначения на электрических схемах
  

• 15 слайд

  ПРОСТЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОСХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛАМПЫ ЧЕРЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
  Фазный провод ВСЕГДА подключают через выключатель во избежание поражения электрическим током при замене ламп.
  

• 16 слайд

  включение люстры двойным выключателем
  

• 17 слайд

• 18 слайд

  ЭЛЕКТРОСХЕМА СОЕДИНЕНИЙ РАЗВЕТВИТЕЛЬНОЙ КОРОБКИ
  

• 19 слайд

  Разветвительная коробка