Меню

Что такое переменный ток физика 9 класс

§ 36. Переменный электрический ток

Каков принцип действия генератора постоянного тока?

1. Рассматривая принцип действия генератора постоянного тока (см. рис. 103 и 104), мы выяснили, что в процессе вращения рамки в магнитном поле сила тока, возникающего в рамке, будет меняться от максимального значения (рамка перпендикулярна магнитной индукции) до нуля (рамка располагается вдоль линий магнитной индукции). Подобное изменение происходит за одну четверть оборота рамки. При дальнейшем её движении индуцированный ток изменит направление и сила тока будет возрастать от нуля до максимального значения, когда рамка совершит половину оборота и опять окажется перпендикулярной линиям магнитной индукции.

Таким образом, при вращении рамки в магнитном поле в ней индуцируется электрический ток; при этом сила тока периодически меняется по модулю и направлению. Такой ток называют переменным током.

2. На рисунке 117 представлен график зависимости силы переменного тока (его принято обозначать буквой i) от времени. В цепях переменного тока по гармоническому закону, т. е. по закону синуса или косинуса, изменяется не только сила тока, но и напряжение. В соответствии с законом Ома изменение силы тока всегда пропорционально изменению напряжения.

график зависимости силы переменного тока

3. Переменный ток и переменное напряжение характеризуются рядом величин. Одна из них — частота.

Стандартная частота, с которой изменяются напряжение и сила переменного тока, равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз течёт в одну сторону и 50 раз в противоположную. Такая частота принята во многих странах. В США принята другая частота — 60 Гц.

4*. Как видно из рисунка 117, сила тока изменяется от некоторого максимального (амплитудного) значения до нуля и обратно. Очевидно, что переменный ток можно характеризовать амплитудным значением силы тока Im, а переменное напряжение — амплитудным значением напряжения Um. Однако поскольку сила тока и напряжение постоянно меняются, то их значения не позволяют оценить те действия, которые производит переменный ток (например, тепловое действие). Поэтому для характеристики переменного тока вводят величину, называемую действующим значением силы переменного тока.

Предположим, по проводнику течёт переменный ток в течение определённого времени (например, в течение одного периода колебаний). При этом в проводнике выделяется некоторое количество теплоты.

Источник



Урок 9 класс Переменный ток
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Серых Надежда Александровна

Представлен урок в 9 классе. Проверка знаний через проведение поверочной работы, объяснение нового материала с использованием презентации.

Скачать:

Вложение Размер
peremennyy_tok.doc 50.5 КБ

Предварительный просмотр:

Урок Переменный ток

  1. Обучающая — выяснить условие существования переменного тока; познакомиться с применением переменного тока в быту и технике. Выявить знания учащихся по теме «Электромагнитная индукция»
  2. Развивающая – умение анализировать, делать выводы; развивать логическое мышление.
  3. Воспитательная – воспитывать умение слушать других.

I. Проверка домашнего задания, повторение

Проведение проверочной работы (15 мин).

II. Новый материал

Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

Электрический ток вырабатывается в генераторах — устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию.

Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Презентация . Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. Все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, во-вторых, обмотка (вращающаяся рамка).

Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические. Различаются эти электростанции характером двигателей, вращающих роторы генераторов.

На тепловых электростанциях источником энергии служит топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль.

Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Значительную роль в энергетике играют атомные электростанции (АЭС). В настоящее время АЭС нашей страны дают около 10% электроэнергии.

Главным потребителем электроэнергии является промышленность. Крупным потребителем является также транспорт.

III. Вопросы на закрепление

— Что называется генератором переменного тока? Какие типы таких генераторов существуют?

  • Что называется переменным током?
  • Что такое период, частота, фаза переменного тока?
  • Начертите график переменного тока и раскройте суть определения переменного тока?

— На каком принципе основана работа генератора переменного тока?

Проволочная рамка вращается с постоянной частотой в однородном магнитном поле. Какой из графиков, изображенных на рис. , показывает зависимость силы тока в рамке от времени?

IV.Домашнее задание: §50; упражнение 40;

Проверочная работа по теме «Электромагнитная индукция»

1. Кто открыл явление электромагнитной индукции?
а) X. Эрстед; б) Ш. Кулон;

в) А. Вольта; г) А. Ампер;

д) М. Фарадей; е) Д. Максвелл.

2. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит ток в катушке?

  1. в катушку вставляется постоянный магнит;
  2. из катушки вынимается постоянный магнит;
  3. постоянный магнит вращается вокруг своей продольной оси внутри катушки.

а) только в случае 1; б) только в случае 2;

в) только в случае 3; г) в случаях 1 и 2;

д) в случаях 1, 2 и 3.

3. Как называется физическая величина, равная произведению модуля В индукции магнитного поля на площадь S поверхности, пронизываемой магнитным полем, и косинус угла а между вектором В индукции нормалью п к этой поверхности?

а) индуктивность; б) магнитный поток;

в) магнитная индукция; г) самоиндукция;

д) энергия магнитного поля.

4. Как называется единица измерения магнитного потока?
а) тесла; б) вебер;

в) фарад; г) генри.

  1. В точках 1, 2, 3 показано расположение магнитных стрелок (рис.). Нарисуйте, как в этих точках направлен вектор магнитной индукции.
  2. Линии магнитной индукции поля идут слева направо параллельно плоскости листа, проводник с током перпендикулярен плоскости листа, и ток направлен в плоскость тетради. Вектор силы Ампера, действующей на проводник, направлен.

а) вправо; б) влево;

1. Как называется явление возникновения электрического тока в замкну
том контуре при изменении магнитного потока через контур?

а) электростатическая индукция; б) явление намагничивания;

в) сила Ампера; г) сила Лоренца;

д) электролиз; е) электромагнитная индукция.

2. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному
гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит
возникновение тока в катушке?

  1. в катушку вставляется постоянный магнит;
  2. катушка надевается на магнит;
  3. катушка вращается вокруг магнита, находящегося внутри нее.

а) в случаях 1, 2 и 3; б) в случаях 1 и 2;

в) только в случае 1; г) только в случае 2;

д) только в случае 3.

3. Каким из приведенных ниже выражений определяется магнитный поток?

a) BS cos а; б)  Ф/  t;

в) qVBsina; г) qVBI;

4. Единицей изменения какой физической величины является 1 вебер?
а) индукция магнитного поля; б) электроемкости;

в) самоиндукции; г) магнитного потока;

5. Нарисуйте картину линий магнитной индукции при
протекании тока через катушку (рис.), намотанную на
картонный цилиндр. Как будет меняться эта картина при:

а) увеличении силы тока в катушке?

б) уменьшении числа витков, намотанных на катушку?

в) в ведение в нее железного сердечника?

6. Проводник с током лежит в плоскости листа. По проводнику снизу проходит ток, и на него вверх действует сила Ампера, направленная от листа. Это может происходить, если северный полюс стержневого магнита поднесли.

а) слева; б) справа;

в) с передней стороны листа; г) с обратной стороны листа.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок изучения нового материала. Форма организации обучения новому материалу на уроке осуществляется на основе комлексного подхода к использованию современных информационных технологий и демонстрационн.

Урок изучения нового материала. Форма организации обучения новому материалу на уроке осуществляется на основе комлексного подхода к использованию современных информационных технологий и демонстрационн.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПОВЕДЕНИЯ УЧЕНИКА НА УРОКЕ И ПЕРЕМЕНЕ

Правила поведения ученика на уроке и перемене.

Правила поведения на уроке и перемене. Занятие для первоклассников

Правонарушение — это нанесение телесных повреждений человеку.

классный час в 5 классе «Правила поведения в школе на уроках и переменах. Учимся быть культурными»

Классный час для 5 классовЦель классного часа: формировать навыки культурного поведения.Задачи: актуализация знаний о правилах поведения в школе, развитие умений применения этих знаний, закрепление зн.

презентация к классному часу «Правила поведения в школе на уроках и переменах. Учимся быть культурными»

презентация к классному часу.

«Культура и мы на уроках и переменах»

Сколько существует человечество, столько оно и вырабатывает правила общения и поведения. Они вырабатываются для нашего удобства – в общении (приветствовать присутствующих при входе в дом / други.

Источник

Школьная Энциклопедия

Nav view search

Навигация

Искать

Вы здесь: Home Материя и движение Электричество и магнетизм Переменный электрический ток

Переменный электрический ток

Переменный электрический ток

Электрический ток, меняющий свою величину и направление с течением времени, называется переменным током.

Переменный ток, как и постоянный, также является упорядоченным движением заряженных частиц. Но постоянный ток всегда имеет одно направление, от «+» к «-». А переменный ток своё направление постоянно меняет, то есть течёт то в одну, то в другую сторону. Поэтому одно из его направлений условно принимают за положительное, а направление, противоположное ему, считают отрицательным. В зависимости от этого в конкретный момент времени алгебраическая величина тока будет иметь знак «плюс» или знак «минус».

Чтобы ток был переменным, он должен быть подключен к источнику переменной ЭДС. Такими источниками являются генераторы переменного тока – электрические машины, которые преобразуют механическую энергию в электрическую энергию тока.

Периодический переменный ток

Переменный электрический ток

Основные параметры переменного тока – период, частота и амплитуда.

Представим, что за какое-то время Т переменный ток пройдёт цикл изменений и вернётся к своему первоначальному значению. Следующий такой же цикл он также пройдёт за такое же время Т. Такой ток называется периодическим переменным током, а величина Тпериодом тока. Это наименьший промежуток времени, через который изменения силы тока и напряжения повторяются. Измеряется период в секундах.

Величина, обратная периоду, называется частотой тока ( f ). Она отображает количество периодов (полных колебаний), которые ток проходит в единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

f = 1/ T

Переменный ток изменяется с частотой в 1 Гц, если его период равен 1 с.

В России, как и в большинстве стран мира, стандартная частота переменного тока в электротехнике 50 Гц. В США и Канаде – 60 Гц. В Японии же используются оба варианта. В западной части применяется частота 60 Гц, а в восточной – 50 Гц. Так случилось, потому что в 1895 г. для Токио были закуплены генераторы немецкой компании AEG, а немного позже для Осаки — а мериканские генераторы General Electric. Так как приведение этих сетей к единому стандарту оказалось весьма дорогостоящим делом, то всё было оставлено как есть, а между сетями установили четыре преобразователя частоты.

Величину тока в данный момент времени называют мгновенным значением переменного тока. Его максимальное значение называется амплитудой и обозначается Im .

Синусоидальный ток

Переменный электрический ток

Наиболее распространён в электротехнике синусоидальный ток. Это периодический переменный ток, изменяющий по закону синуса:

i = Im · sin ( ωt + ψ) ,

где i – значение тока в любой момент времени t ;

Im – мгновенное значение синусоидального тока;

ω = 2π f = 2π f / T , где ω – угловая частота; ψ – начальная фаза переменного синусоидального тока (фаза в момент времени t = 0).

Наибольшее положительное или отрицательное значение переменного тока называют амплитудой.

График переменного синусоидального тока представляет собой синусоиду.

Два синусоидальный тока совпадают по фазе, если они одновременно достигают максимальных и нулевых значений. Если же их фазы различны, то говорят, что токи сдвинуты по фазе.

Наиболее широко в электротехнике применяется трёхфазный ток. Трёхфазная система состоит из трёх однофазных электрических цепей. Электродвижущие силы, действующие в каждой из них, имеют одинаковую частоту, но сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120 0 .

Переменный электрический ток

В электротехнике однофазную электрическую цепь, входящую в состав многофазовой цепи называют фазой. Если все фазы электрически соединены между собой, то такую систему называют электрически связанной. Фазы в трёхфазной системе могут соединяться «треугольником», «звездой с нейтральным проводом» и «звездой без нейтрального провода».

Если мы сложим все мгновенные значения (положительные и отрицательные) переменного синусоидального тока за период, то получим алгебраическую сумму, равную нулю. Но в таком случае и среднее значение тока также равно нулю. Следовательно, это значение нельзя использовать для измерения синусоидального тока.

Как же определить величину переменного синусоидального тока?

Переменный синусоидальный ток, как и постоянный, обладает тепловым действием. Сравнив его тепловое действие с тепловым действием постоянного тока, можно судить о его величине.

Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты Q , выделяемое на участке электрической цепи за время t при прохождении тока, определяется следующей формулой:

Q = I 2 Rt ,

где I – величина тока; R – электрическое сопротивление.

Если два тока, постоянный и переменный, протекая через одинаковые по величине сопротивления, за одинаковое время выделяют одинаковое количество тепла, то они считаются эквивалентными по тепловому действию.

Величина постоянного тока, который произвёл такое же количество теплоты, что и переменный ток за такое же время, называется действующим значением переменного синусоидального тока.

Величина действующего значения синусоидального тока связана с его амплитудой соотношением:

Переменный электрический ток

Передача переменного тока

Переменный электрический ток

Промышленный переменный ток вырабатывается электростанциями. К потребителям он поступает по линиям электропередач (ЛЭП). Поскольку ЛЭП имеют большую протяжённость, то потери энергии при нагревании проводов довольно велики. Чтобы уменьшить тепловые потери, уменьшают силу тока. Для этого с помощью трансформатора повышают электрическое напряжение в сети до нескольких сот тысяч вольт. К примеру, самая высоковольтная в мире ЛЭП Экибастуз-Кокшетау рассчитана на напряжение 1150 кВ (1 миллион 450 тысяч вольт). Работает под напряжением 500 кВ. В конечной точке ЛЭП напряжение понижается до нужного потребителю значения.

«Война токов»

Переменный электрический ток

Томас Алва Эдисон

Переменный электрический ток

Какой ток лучше, постоянный или переменный? Споры на эту тему начались в 80-х годах XIX века и превратились в «войну токов», начало которой было положено двумя великими людьми – американским изобретателем Томасом Эдисоном и сербом по происхождению, инженером и физиком Никола Тесла.

Основанная Эдисоном в 1878 г. компания « Edison Electric Light » занималась строительством электростанций постоянного тока. На постоянном токе в то время работали лампочки накаливания, электродвигатели и счётчики электроэнергии. Других приборов, нуждавшихся в токе, на тот момент не существовало. Для передачи электроэнергии использовалась разработанная Эдисоном «технология трёх проводов». В 1887 г. в США по системе Эдисона работало более 100 электростанций постоянного тока. Но расстояние, на которое удавалось передавать электричество, не превышало 1,5 км.

Основным противником Эдисона в «войне токов» в то время был Джордж Вестингауз, изобретатель и промышленник, хорошо разбиравшийся в физике и считающий переменный ток более перспективным. В 1885 г. он приобрёл несколько трансформаторов, созданных в 1881 г. французом Люсьеном Голаром и англичанином Джоном Гиббсом, и генератор переменного тока фирмы «Siemens & Halske». И в 1886 г. в штате Массачусетс начала работу первая гидроэлектростанция переменного тока.

В 1882 г. Тесла изобрёл многофазный электродвигатель, а в 1888 г. — счётчик переменного тока, отсутствие которого ранее было одним из препятствий в развитии технологий переменного тока. В том же году Вестингауз приглашает его к себе на работу. Изобретённые Тесла трансформаторы давали возможность получать любое напряжение. А это позволяло передавать переменный ток на большие расстояния. Казалось бы, ничто уже не могло помешать созданию сетей переменного тока. Но Эдисон прибегнул к чёрному пиару, спонсировав разработку электрического стула для казни и предложив использовать переменный ток для этой цели. Журналисты красочно описали мучения, которые испытывал осуждённый в момент казни. Общество получило отрицательный сигнал, и переменный ток некоторое время не использовали.

И всё-таки Тесла оказался победителем. Компания Вестингауза выиграла тендер на строительство первой в США гидроэлектростанции переменного тока на Ниагаре.

До 1928 г. обе технологии существовали параллельно. Но постоянный ток постепенно уступал свои позиции переменному. В Европе это произошло быстрее. Последними перешли на переменный ток в 40-60-х годах XX века потребители скандинавских стран. В США окончательный перевод электрических сетей с постоянного тока на переменный произошёл в конце 2007 г. Так закончилась длившаяся более 100 лет «война токов».

Но это совершенно не означает, что в настоящее время постоянный ток не используется в электроэнергетике. Конечно, подавляющее большинство ЛЭП транспортируют переменный ток. Но наряду с линиями электропередач переменного тока существуют высоковольтные ЛЭП постоянного тока, спообные передавать ток на большие расстояния, например, ЛЭП Экибастуз — Центр, Южная Корея (материк) — остров Чеджудо и др.

Источник

Презентация по физике для 9 класса по теме «Переменный ток»

Переменный электрический ток 9 класс Учитель физики МОУ «Калининская СОШ» Гус.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Переменный электрический ток 9 класс Учитель физики МОУ «Калининская СОШ» Гусевского района Калининградской области Сидореня Г.И.

Повторим: опыты Фарадея

Повторим При каком условии в катушке, замкнутой на гальванометр, возникает ток?

Повторим При каком условии возникает ток в катушке, замкнутой на гальванометр?

Повторим Как называют ток, возникающий в замкнутом контуре в вышеприведённых опытах? Какое условие является определяющим во всех опытах для появления индукционного тока в замкнутом проводящем контуре?

Повторим В чём заключается явление электромагнитной индукции? При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий во время всего процесса изменения магнитного потока.

Повторим Почему при взаимном перемещении катушек в катушке В возникнет индукционный ток?

Повторим При каком условии в катушке В возникнет индукционный ток? Ответ пояснить. Рассмотрите разные случаи.

Повторим Почему при замыкании цепи стрелка гальванометра отклоняется?

Повторим При каком условии в рамке возникнет индукционный ток?

Повторим При каком условии в рамке возникнет индукционный ток?

Переменный ток Переменный ток – это электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению.

Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени. Переменный ток

Переменный ток Колебания напряжения можно обнаружить с помощью осциллографа. Временная развёртка на экране – синусоида.

Получение переменного тока Переменный ток получают с помощью генераторов переменного тока. Простейшая модель генератора — проволочная рамка, вращающаяся в магнитном поле.

Электромеханический индукционный генератор — устройство для получения переменного тока. В нём механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции.

Электромеханический генератор переменного тока Статор – неподвижная часть Ротор – вращающаяся часть Кольца Щётки – подвижные контакты

Статор — стальная станина цилиндрической формы, неподвижная часть генератора, аналогичная контуру. Основная несущая часть генератора, на ней монтируются все рабочие узлы и механизмы. В пазах станины укладываются витки толстого медного провода. В них индуцируется ток.

Ротор Постоянный магнит или электромагнит. На стальной сердечник сложной формы надета обмотка, по которой протекает постоянный ток. Этот ток подводится через кольца и щётки. При вращении ротора его магнитное поле тоже вращается и магнитный поток, пронизывающий витки обмотки статора, изменяется. В них индуцируется ток.

Схема устройства гидрогенератора Статор Ротор Водяная турбина

Устройство гидрогенератора Чем приводится в движение ротор гидрогенератора? Почему в гидрогенераторе используют многополюсные роторы? Как зависит частота переменного тока от количества полюсов гидрогенератора? Почему полюса ротора чередуются? Сколько пар полюсов должен иметь гидрогенератор при частоте переменного тока 60 Гц?

http://www.pomogala.ru/teplovoz/teplovoz_26.html http://electricalschool.info/main/424-chto-takoe-peremennyjj-tok-i-chem-on.html http://asaratov.livejournal.com/1652291.html http://by.all.biz/img/by/service_catalog/7812.jpeg

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-1500679

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Читайте также:  Как найти силу тока формула если известно сопротивление