zaeto.ru

«Переменный ток»

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1


Слайд 1. Тема урока:

Переменный ток. Моделирование колебательных процессов в цепях переменного электрического тока.

Слайд 2.

Цели и задачи урока:

  • повторение и обобщение знаний по теме «Переменный ток»

  • формирование навыков практического применения теоретических знаний при работе с цепями переменного тока различной конфигурации

  • обработка результатов с помощью табличного процессора (MS Excel) на компьютере

Тип урока: урок обобщения, систематизации и контроля знаний.

Оборудование:

компьютер, проектор, осциллограф, модель генератора переменного тока, гальванометр, соединительные провода.



Слайд 3.

Учитель: для достижения поставленных целей урока нам необходимо вспомнить:

  1. Что называется электрическим током? (Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц)

  2. Что такое переменный ток? (Переменный ток – ток, который с течением времени изменяется)

  3. Какой ток называют периодическим? (ток, величины которого повторяются через равные промежутки времени)

  4. Какой ток называется гармоническим? (Гармонический ток – ток изменяющийся по синусоидальному закону)

Слайд 4.

Какой из графиков на слайде можно назвать гармоническим? (в), периодическим? (все три).



Слайд 5.

Генератор переменного тока можно смоделировать, если вращать рамку с проволочной обмоткой между полюсами постоянного магнита, как изображено на рисунке.



Слайд 6.

Можно поступить и по-другому – вращать постоянный магнит внутри неподвижной обмотки. Кстати, именно по этому принципу работает большинство промышленных генераторов, только вместо постоянного магнита в них используют электромагнит.



Опыт 1: (на модели генератора подключенного к гальванометру).

Проведем опыт. К модели генератора подключим гальванометр. Приведем во вращение ротор генератора. Отклонение стрелки гальванометра в разные стороны свидетельствует о протекании тока то в одном, то в другом направлении, т.е. возникает переменный электрический ток.



Опыт 2: Проведем еще один опыт: в качестве источника переменного тока используем звуковой генератор, подключенный к осциллографу, с помощью которого увидим форму сигнала. Сигнал синусоидальный. Повышая частоту колебаний напряжения, видим как изменяется сигнал.

Учитель:

Сегодня мы все привыкли к тому, что ток постоянный и ток переменный мирно соседствуют в технике и быту, дополняя и «выручая» друг друга. А чуть более 100 лет назад в 80-х годах прошлого столетия развернулась отчаянная борьба между сторонниками одного и другого тока.



Слайд 7. (Ниагарский водопад)

Сотни лет назад один человек смог увидеть огромный потенциал воды. Будучи ребенком он прочитал о Ниагарском водопаде и мечтал о колесе работающем на этом каскаде воды.



Слайд 8. (Никола Тесла)

Этого человека звали Никола Тесла. Его взгляд, теория и практика стремившиеся использовать силу Ниагарского водопада основывались на принципах переменного тока. Тесла мечтал, чтобы все на земле работало от переменного тока. Но в реальном мире его идеи не встретили овациями. С самого начала ему противостояли электрические гиганты в роли Томаса Эдисона и других защитников постоянного тока.



Слайд 9

Эдисон и его компания держали в руках электрический бизнес, но чтобы ситуация оставалась под контролем они пытались остановить нарастающую мощь переменного тока.



Слайд. 10.

Как в теории, так и на практике цель выработанной электроэнергии – направить ее к потребителю, т.е. на достаточно большое расстояние. Задачу поднять и уменьшить напряжение трудно осуществить с постоянным током, но с переменным она достаточно проста. Ошеломляющее доказательство того что переменный ток снабжает энергией современный индустриальный мир дает повод объявить Теслу победителем в войне электротоков. С другой стороны в воинах и историях всегда есть две стороны. Учитывая огромный вклад Эдисона в науку и машиностроение, проиграла ли одна сторона и выиграла ли другая? В конце концов у Эдисона было достаточное количество патентов и он занял свое место в истории. Тесла больше интересовался изобретениями нежели публикациями. Однако он все же получил почетную степень доктора от Колумбийского университета и по иронии судьбы получил самую престижную награду – медаль Эдисона из рук самого Эдисона!



Слайд 11. Цепи синусоидального тока.

О преимуществах и основных характеристиках переменного тока нам расскажет Савельева Катя.



Сети переменного тока имеют следующие преимущества: напряжение в сетях переменного тока легко преобразуется от одного уровня к другому путем применения трансформатора. А также асинхронные электродвигатели переменного тока проще и надежнее двигателей постоянного тока.

Слайд 12.

Для описания переменного тока используются следующие величины: мгновенное значение тока – i , мгновенное значение напряжения – u, мгновенное значение ЭДС – е. Наибольшее мгновенное значение называется амплитудой. Im – амплитуда тока, Um – амплитуда напряжения.

Значение аргумента синусоидальной функции называется фазой синусоиды, а значение фазы в начальный момент времени – начальной фазой.

Слайд 13.

Кроме того применяется понятие действующего тока. Действующий ток численно равен такому постоянному току у которого за один период выделяется на том же сопротивлении такое же количество тепла как и ток переменный. Между действующим током и амплитудой синусоидального тока Im существует следующая зависимость:

Аналогично определяется действующее значение напряжения .

Использующееся в электрических розетках напряжение питания 220 В является именно действующим значением напряжения. Можно рассчитать амплитудное значение напряжения:



. Значит провода должны быть рассчитаны на 310 В.

Слайд 14.

прокомментируйте схему и графики зависимости напряжения и силы тока от времени.

  1. Рисунок 1

Ответ:


На данном рисунке изображена схема цепи переменного тока с активным сопротивлением R.

Мгновенное значение напряжения меняется по гармоническому закону



, где - амплитудное значение напряжения, - циклическая частота.

Мгновенное значение силы тока меняется по гармоническому закону



, где - амплитудное значение силы тока.

В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения.



Слайд 15.

прокомментируйте схему и графики зависимости напряжения и силы тока от времени.

Рисунок 2.



Ответ:


На данном рисунке изображена схема цепи переменного тока, содержащая конденсатор емкостью С.

1. Мгновенное значение напряжения меняется по гармоническому закону



2. Мгновенное значение силы тока меняется по гармоническому закону



Колебания силы тока на конденсаторе опережают колебания напряжения на /2.



Слайд 16.

прокомментируйте схему и графики зависимости напряжения и силы тока от времени.

Рисунок 3

~

1. Мгновенное значение напряжения меняется по гармоническому закону



2. Мгновенное значение силы тока меняется по гармоническому закону



Колебания силы тока на катушке отстают от колебаний напряжения на /2.



Слайд 17.

Учитель: прокомментированные схемы и графики можно записать в форме таблицы:



Слайд 18. Видеоопыты.

Слайд 19.

Учитель: У вас на партах листы с заданием. Подпишите их. И продолжим заполнять таблицу на этих листах.

Проверка.



Слайд 20. Работа с графиком.

Учитель: на слайде мы видим график изменения напряжения с течением времени для синусоидального переменного тока.



Определите:

Этап I.

  1. Период колебаний: Т =

  2. Частота колебаний: ν =

  3. Циклическая частота колебаний: ω =

  4. Амплитудное значение напряжения: Um =

  5. Действующее значение напряжения: Uд =

  6. Уравнение колебаний напряжения: u =

Этап II.

Если в цепи только активное сопротивление R = 20 Ом, то

  1. амплитудное значение тока: Im =

  2. Действующее значение тока: Iд =

  3. Уравнение колебаний силы тока: i =

Учитель: на этом же графике напряжения можно изобразить зависимость силы тока от времени.



Что можно сказать о токе и напряжении в цепи, содержащей только активное сопротивление? (они совпадают по фазе)

Можно начертить график изменения мощности от времени. (мгновенное значение мощности равно произведению мгновенных значений силы тока и напряжения)



Слайд 21. Запишите домашнее задание: № 976, 978, 979 – Рымкевич

Слайд 22. Самостоятельная работа ( на 7 минут)



Слайд 22. Задача

По уравнению колебаний электрического заряда

q = 2·10-3cos2πt

определить амплитуду заряда, период колебаний, уравнение колебаний силы тока i = i(t)

Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Слайд 23. Спасибо за внимание.
страница 1


Смотрите также:


Магнитостатика
146.12kb. 1 стр.



     

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2018