Переменный электрический ток

• 1 слайд

  Переменный
  Электрический ток
  

• 2 слайд

  Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают и поэтому практически не используются. И наоборот, незатухающие вынужденные колебания имеют большое практическое значение.
  Вынужденные электрические колебания появляются при наличии в цепи периодической электродвижущей силы. Электрические лампы в наших квартирах и на улице, холодильник и пылесос, телевизор и магнитофон — все они работают, используя энергию электромагнитных колебаний. На применении электромагнитных колебаний ос­нована работа электромоторов, приводящих в действие станки на заводах и фабриках, движущих электровозы и т.п.
  Во всех этих примерах речь идет об использовании одного из видов электромагнитных колебаний — переменного электрического тока.
  Переменным называют ток, периодически изменяющийся по модулю и направлению.
  Переменный электрический ток в энергетических электрических цепях является результатом возбуждения в них вынужденных электромагнитных колебаний, которые создаются генератором переменного тока.
  

• 3 слайд

  Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока.
  Если индуктивность проводника настолько мала, что при включении его в цепь переменного тока индукционными полями можно пренебречь по сравнению с внешним электрическим полем, то движение электрических зарядов в проводнике определяется действием только внешнего электрического поля, напряженность которого пропорциональна напряжению на концах проводника.
  При изменении напряжения по гармоническому закону напряженность электрического поля в проводнике изменяется по такому же закону.
  
  Под действием переменного электрического поля в проводнике возникает переменный электрический ток, частота и фаза колебаний которого совпадает с частотой и фазой колебаний напряжения:
  U=Um cos ωt
  i=Im cos ωt
  

• 4 слайд

  Поток магнитной индукции Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью S, пропорционален косинусу угла α между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции
  Ф=B*S*cos α
  При равномерном вращении рамки угол α увеличивается прямо пропорционально времени
  α= ωt
  Где ω- угловая скорость вращения рамки
  

• 5 слайд

  Колебания силы тока в цепи являются вынужденными электрическими колебаниями, возникающими под действием приложенного переменного напряжения.
  Амплитуда силы тока равна: 
  Im= Um / R
  При совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность переменного тока равна:
  P = i*U = ImUm cos2 ωt
  Среднее значение квадрата косинуса за 1 период равно 0,5. В результате средняя мощность за период
  P = Im Um / 2 = Im2R / 2
  

• 6 слайд

  Поток магнитной индукции меняется по гармоническому закону
  
  
  
  Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «-» скорости изменения потока магнитной индукции, т.е. производной потока магнитной индукции по времени
  
  
  
  
  Где Em = BSω - амплитуда ЭДС индукции
  Ф=B*S*cos ωt
  e=-Ф’= -BS(cos ωt)’=
  = BSω * sin ωt = Em sin ωt
  

• 7 слайд

  Активное сопротивление.
  Действующие значения
  силы тока и напряжения.
  

• 8 слайд

  Сопротивление, включенное в цепь переменного тока, в котором происходит превращение электрической энергии в полезную работу
  или в тепловую энергию, называется активным сопротивлением.
  Мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому для нахождения мгновенного значения силы тока можно применить закон Ома
  i=u/R=Um cos ωt/R = Im cos ωt
  В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения, а амплитуда силы тока определяется равенством
  Im= Um / R
  

• 9 слайд

  Мощность в цепи постоянного тока на участке с сопротивлением R определяется по формуле
  
  
  
  Мгновенная мощность в цепи переменного тока на участке с активным сопротивлением R, определяется формулой
  
  
  
  
  Средняя мощность равна
  P=I2R
  P=i2R
  P¯= i2R = I2R/2
  

• 10 слайд

  Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется действующим значением силы переменного тока. Действующее значение силы переменного тока обозначается через I:
  Действующее значение переменного напряжения определяется аналогично действующему значению силы тока:
  Колебания силы тока в цепи с резистором совпадают по фазе с колебаниями напряжения, а мощность определяется действующими значениями силы тока и напряжения.