Тест1. Какой электрический ток называется переменным? 1) Электрический ток, который является периодическим - Школа - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

7. что приводит в движение ротор генератора на тепловой электростанции?
1) Вода. 2) Пар, образующийся при сжигании топлива. 3) бензин. 4) парафин.

Содержание

Тест 1 Какой электрический ток называется переменным?
1) Электрический ток, модуль и направление которого периодически изменяются во времени
2) Электрический ток, который периодически изменяется во времени
3) Электрический ток периодически изменяется в зависимости от его модуля.
4) Электрический ток периодически изменяется во времени относительно своего направления.

2) Где используется переменный ток?
1) дома. 2) жилища. 3) В промышленности. 4) в автомобилях.
5) велосипеды.

3) Почему генераторы переменного тока называют индукционными генераторами?
1) они основаны на явлении электрического тока
2) они основаны на явлении магнитного воздействия
3) они основаны на явлении электромагнитной индукции
4. Их работа основана на явлении постоянного магнита:

4. из чего состоит электромеханический индукционный генератор?
1) генератор. 2) рама. 3) статор.
4) ротор. 5) полукольцо. 6) кисти.
5. какая часть индукционного генератора является подвижной?
1) статор. 2) ротор. 3) кисти. 4) обмотки.

6. какая часть индукционного генератора не является подвижной?
1) обмотка. 2) ротор. 3) статор.

7. что приводит в движение ротор генератора на тепловых электростанциях?
1) вода. 2) пар от сжигания топлива. 3) бензин. 4) парафин.

8. что приводит в движение ротор генератора на гидроэлектростанции?
1) пар. 2) вода. 3) парафин. 4) кувалда.

9. Какова стандартная частота переменного тока?
1) 65 Гц. 2) 55 Гц. 3) 40 Гц. 4) 50 Гц. 5) 70 Гц.

10. Из каких компонентов состоит трансформатор?
1) ядро. 2) ядро. 3) первичная обмотка.
4) вторичная обмотка. 5) обмотки проводников.

11) Для чего используется трансформатор?
1) Трансформатор предназначен для увеличения или уменьшения переменного напряжения и тока.
(2) Трансформатор предназначен для повышения или понижения переменного напряжения
(3) Трансформатор предназначен для увеличения или уменьшения тока
4) Трансформатор предназначен для понижения переменного напряжения и тока.
5) Трансформатор предназначен для увеличения напряжения и тока

12) Сколько существует типов трансформаторов?
1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4. 5) 5.

13) К какой обмотке трансформатора подключен переменный ток?
1) На первичный. 2) К вторичному. 3) К первичным и вторичным.

14. Какой физический закон можно использовать для определения потерь электроэнергии в линии электропередачи?
1) Закон Джоуля. 2) Закон Джоуля-Ленца. 3) Закон Ленца.
4) Закон Паскаля. 5) Закон Ньютона.

15) Кто изобрел трансформатор?
1) Лебедев. 2) Тимирязев. 3) Яблочков. 4) Паскаль.

9. Что необходимо сделать для снижения потерь при передаче электроэнергии?

§ 51. производство и передача переменного электрического тока. Трансформатор -.

Переменный ток – это ток, который периодически изменяется со временем по модулю и направлению.
Переменный ток можно получить с помощью индукционной катушки, гальванометра и магнита. Периодически перемещая магнит внутри катушки вверх-вниз, вы заметите, что ножка гальванометра качается вперед-назад.

2 Где используется переменный ток?

Переменный ток используется в бытовых и промышленных приложениях.

3 На каком явлении основана работа наиболее распространенных генераторов переменного тока?

Работа генераторов переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции.

4. 4) Опишите устройство и принцип работы промышленного генератора переменного тока.

Промышленный генератор переменного тока состоит из статора и ротора. Статор неподвижен, а ротор вращается. Ротор и статор обмотаны особым образом медной проволокой. Ротор приводится в движение постоянным электрическим током и поэтому является электромагнитом. Когда ротор вращается, создаваемое им магнитное поле также вращается. Этот переменный магнитный поток проходит через обмотку статора и создает в ней переменный электрический ток.

5 Что приводит в движение ротор генератора на тепловой электростанции?

Паровая турбина и водяная турбина.

6. Почему многополюсные роторы используются в гидроэлектрогенераторах?

Для выработки тока стандартной частоты, поскольку скорость вращения водяных турбин низкая.

7. какова стандартная частота промышленного тока, используемая в России и многих других странах?

Стандартная частота в России – 50 Гц, в США – 60 Гц.

8. Какой физический закон можно использовать для определения потерь электроэнергии в линии электропередачи?

Согласно закону Джоуля-Ленца: Q= I 2 Rt, где Q – энергия, затраченная на нагрев проводов, I – среднеквадратичное значение переменного тока в цепи, R – сопротивление проводов, t – время.

9. Что нужно сделать, чтобы уменьшить потери электроэнергии при передаче?

Согласно закону Джоуля-Ленца, сопротивление R и сила тока I должны уменьшаться.

10. Почему перед входом в линию электропередачи ее напряжение должно быть увеличено на тот же коэффициент, если ток уменьшен на тот же коэффициент?

Чтобы не уменьшать мощность тока P= UI. Передача небольшого количества тока на большие расстояния экономически не оправдана (необходимо строить дорогостоящие линии электропередач, подстанции и подстанции, в результате чего не все потребители смогут использовать электроэнергию).

11. 11) Опишите устройство, работу и применение трансформаторов.

1) Электростанции в России вырабатывают переменный ток частотой 50 Гц. Определите временной период этого тока.

2 По графику (см. рис. 140) определите период, частоту и амплитуду колебаний тока i.

Значение X_Cкоторая является обратной величиной циклической частоты, умноженной на емкость конденсатора, называется емкостным сопротивлением.

Урок 8: Переменный электрический ток

4) Определение переменного тока, активного сопротивления, индуктивного сопротивления, емкости

Глоссарий по данной теме

Переменный электрический ток – это ток, который периодически изменяется с течением времени.

Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором электрическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию, называется активным сопротивлением.

Значение r.m.s. переменного тока равно значению постоянного тока, который выделяет в проводнике такое же количество тепла, как и переменный ток за такое же время.

Значение X_C, Обратная величина произведения ωC циклической частоты на емкость конденсатора называется емкостью.

Значение X_Lкоторая равна произведению циклической частоты на индуктивность, называется индуктивным сопротивлением.

Первичная и вторичная литература, связанная с темой урока:

Физика, Г.Й. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Харугин. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2014 – С. 86 – 95.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. – Москва: Дрофа, 2014 – С. 128 – 132.

Степанова. Г.Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М., Просвещение, 1999.

Е.А. Марон, А.Е. Марон. Контрольные работы по физике. Москва, Просвещение, 2004.

Основное содержание урока

Сегодня невозможно представить нашу цивилизацию без электричества. Телевизоры, холодильники, компьютеры: все бытовые приборы работают от электричества. Основным источником энергии является переменный ток.

Электрический ток, питающий розетки в наших домах, – это переменный ток Что это такое? Каковы его характеристики? В чем разница между переменным и постоянным током? Об этом мы поговорим на этом уроке.

В знаменитом эксперименте Фарадея при перемещении полосового магнита относительно катушки возникает ток, на который указывает стрелка гальванометра, подключенного к катушке. Если магнит привести в колебательное движение относительно катушки, стрелка гальванометра отклонится в одну или другую сторону, в зависимости от направления движения магнита. Это означает, что ток в катушке меняет направление. Такой ток называется переменным.

Электрический ток, величина и направление которого периодически изменяются во времени, называется переменным током.

Переменный электрический ток – это электромагнитное вынужденное колебание. В отличие от постоянного тока, переменный ток имеет период, амплитуду и частоту.

Ток и напряжение изменяются во времени по гармоническому закону, такой ток называется синусоидальным. В основном используется синусоидальный ток. Осцилляции тока можно наблюдать с помощью осциллографа.

Если напряжение на концах цепи изменяется гармонично, то напряжение внутри проводника также будет изменяться гармонично. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь, вызывают гармонические изменения в упорядоченном движении свободных частиц и, следовательно, гармонические изменения силы тока. Когда напряжение на концах цепи меняется, электрическое поле в цепи распространяется с очень высокой скоростью. Интенсивность переменного тока почти во всех сечениях проводника одинакова, поскольку время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Сопротивление проводника, в котором электрическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию, называется активным сопротивлением. Когда напряжение на концах цепи изменяется по гармоническому закону, напряженность электрического поля изменяется таким же образом, и в цепи возникает переменный ток.

При наличии этого сопротивления колебания тока и напряжения всегда находятся в фазе.

? – мгновенное значение тока;

ℐ_m– значение амплитуды тока.

– Колебания напряжения на концах цепи.

Колебания индуктивной ЭДС определяются по формулам:

Когда фазы колебаний тока и напряжения совпадают, мгновенная мощность равна произведению мгновенных значений тока и напряжения. Средняя мощность равна половине произведения квадрата амплитуды тока и сопротивления.

Параметры и характеристики переменного тока часто называют среднеквадратичным значением. Напряжение, ток или ЭДС, действующие в цепи в данный момент времени, – это мгновенное значение (обозначается строчными буквами – i, u, e). Однако оценить переменный ток, совершаемую им работу и выделяемое тепло по мгновенному значению сложно, поскольку оно постоянно меняется. Поэтому используется значение r.m.s., которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего при протекании через проводник столько же тепла, сколько и переменный ток.

Среднеквадратичное значение переменного тока равно силе того постоянного тока, при котором проводник отдает такое же количество тепла, как и переменный ток, за такое же время.

U_m – значение амплитуды напряжения.

Среднеквадратичные значения тока и напряжения:

Электрические приборы в цепях переменного тока показывают среднеквадратичные значения измеряемых величин с высокой точностью.

Конденсатор, включенный в электрическую цепь, оказывает сопротивление при протекании тока. Это сопротивление называется емкостным сопротивлением.

Значение X_Cкоторая является обратной величиной циклической частоты, умноженной на емкость конденсатора, называется емкостным сопротивлением.

Емкость не является постоянной величиной. Мы видим, что конденсатор обладает бесконечным сопротивлением постоянному току.

Если индуктор включен в электрическую цепь, он влияет на прохождение тока через цепь, т.е. оказывает сопротивление току. Это можно объяснить явлением самоиндукции.

Значение X_Lкоторая равна произведению циклической частоты и индуктивности, называется индуктивным сопротивлением.

Если частота равна нулю, то индуктивное сопротивление также равно нулю.

При увеличении напряжения в цепи переменного тока ток увеличивается так же, как и в цепи постоянного тока. В цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, конденсатор и индуктор, существует сопротивление току. Индуктор, конденсатор и резистор имеют сопротивление. Все это необходимо учитывать при расчете общего сопротивления. Исходя из этого, закон Ома для переменного тока был сформулирован следующим образом: Величина тока в цепи переменного тока прямо пропорциональна напряжению в цепи и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Если цепь содержит активный резистор, индуктор и конденсатор, соединенные последовательно, ее полное сопротивление равно

Закон Ома для цепи переменного тока записывается следующим образом:

Преимущество использования переменного тока в том, что он передается потребителю с меньшими потерями.

В цепи постоянного тока, зная напряжение на выводе потребителя и протекающий ток, легко определить потребляемую мощность путем умножения тока на напряжение. В цепи переменного тока мощность равна произведению напряжения, умноженного на силу тока, и коэффициента мощности.

Мощность цепи переменного тока

Значение cosφ называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности показывает, сколько энергии преобразуется в другие формы. Коэффициент мощности определяется с помощью фазометров. Снижение коэффициента мощности приводит к увеличению тепловых потерь. Для увеличения коэффициента мощности электродвигателей конденсаторы соединяются параллельно. Конденсатор и индуктор в цепи переменного тока вызывают противоположные сдвиги фаз. Если конденсатор и индуктор подключены одновременно, фазовый сдвиг компенсируется и коэффициент мощности увеличивается. Повышение коэффициента мощности является важной экономической задачей.

Примеры типичных упражнений

1. рамка вращается в однородном магнитном поле. Возникающая в рамке индуктивная ЭДС изменяется по закону e=80 sin 25πt. Определите время одного оборота рамки.

Данные: e=80 sin 25πt.

Колебания ЭДС индуктивности в цепи переменного тока происходят по гармоническому закону

Согласно нашим данным по этой проблеме:

Время одного оборота, или период, связано с циклической частотой по формуле:

Подставьте числовые данные:

2. Какова амплитуда тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей активный резистор сопротивлением 1 кОм и конденсатор емкостью C = 1 мкФ, соединенные последовательно, если среднеквадратическое значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?

Напишем закон Ома для переменного тока:

Для амплитудных значений тока и напряжения мы можем записать I_m=U_m/Z?

Импеданс цепи равен:

Подставляя цифры, получаем импеданс Z≈3300 Ом. Поскольку среднеквадратичное значение напряжения составляет :

после преобразования получаем I_m ≈0.09 Ом.

2 Установите соответствие между физической величиной и средством измерения.

переменный ток – В широком смысле – электрический ток, изменяющийся со временем; в узком смысле – периодический ток, среднее значение которого за определенный период равно нулю. Наиболее распространенным видом тока является синусоидально переменный ток. * * * * ПЕРЕМЕННАЯ AC, в самом широком смысле….

В большинстве стран используется частота 50 или 60 Гц (60 является стандартом в США). В некоторых странах, например, в Японии, используются обе частоты. Частота 16 ⅔ Гц до сих пор используется в некоторых европейских железнодорожных сетях (Австрия, Германия, Норвегия, Швеция и Швейцария).

В текстильной промышленности, авиации, подземных железных дорогах и вооруженных силах для снижения веса оборудования или увеличения скорости может использоваться 400 Гц (чаще всего, однако – подземные железные дороги электрифицированы системами постоянного тока), а в военно-морском флоте – 500 Гц.

1. Электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению с течением времени, называется переменным током. Переменный ток можно получить, периодически перемещая магнит вверх и вниз в катушке, подключенной к гальванометру. Это заставит иглу гальванометра периодически перемещаться назад и вперед от нуля. Это покажет, что и модуль индукционного тока, и его направление периодически изменяются во времени, т.е. в катушке возникает переменный ток.

1 Какой электрический ток называется переменным? Каким простым экспериментом его можно получить?

1 “Электрический ток”, периодически изменяющийся по модулю и направлению во времени, называется переменным током. Переменный ток можно получить, периодически перемещая магнит вверх и вниз в катушке, подключенной к гальванометру. Это заставит иглу гальванометра периодически отклоняться от нуля то в одну, то в другую сторону. Это покажет, что и модуль индукционного тока, и его направление периодически изменяются во времени, т.е. в катушке возникает переменный ток.

Физика 9 класс (А.В. Перышкин, Е.М. Гутник, 2009),
задание №1
для главы “Глава III Электромагнитное поле. §51. производство и передача переменного электрического тока. Трансформатор. Ответы на вопросы».

Значение U₂ определяется из соотношения:

Какой электрический ток называется переменным?

1 Какой электрический ток называется переменным? С помощью какого простого эксперимента это можно получить?

Электрический ток, модуль и направление которого периодически изменяются во времени, называется переменным током.

Переменный ток можно получить, периодически перемещая магнит вверх и вниз в катушке, подключенной к гальванометру.
Это заставит иглу гальванометра периодически отклоняться от нуля то в одну, то в другую сторону.
Это означает, что модуль индукционного тока и его направление периодически изменяются во времени, т.е. в катушке возникает переменный ток.

Сила тока, вырабатываемого генераторами переменного тока, изменяется во времени в соответствии с гармоническим законом (синус или косинус).

2 Где используется переменный ток?

Переменный ток используется в системе освещения наших домов и во многих отраслях промышленности.

3. На каком явлении основаны наиболее распространенные генераторы переменного тока?

Сегодня электромеханические индукционные генераторы в основном используются для выработки переменного тока.
Эти устройства преобразуют механическую энергию в электрическую.
Они называются индукционными генераторами, поскольку в их основе лежит явление электромагнитной индукции.

4 Как устроен и работает промышленный генератор переменного тока?

Работа электромеханического генератора переменного тока аналогична тому, как индукционный ток генерируется в плоской цепи путем вращения магнита внутри нее.
Неподвижная часть генератора, которая является аналогом электрической цепи, называется статором, а вращающаяся часть (магнит) – ротором.
В больших промышленных генераторах переменного тока вместо постоянного магнита используется электромагнит.

Статор промышленного генератора переменного тока представляет собой стальной цилиндр, в пазах которого намотана медная проволока.
Переменный электрический ток индуцируется в катушках путем изменения магнитного потока, пронизывающего их.

Магнитное поле создается ротором.
В большинстве случаев ротор представляет собой электромагнит со стальным сердечником, в обмотке которого протекает постоянный ток.
Ток подается через щетки и кольца от источника постоянного тока.

Внешняя сила вращает ротор, и создаваемое им магнитное поле также вращается.
Это вызывает изменение магнитного потока, проходящего через статор.
Это индуцирует переменный ток в обмотке статора.

5 Что приводит в движение ротор генератора на тепловой электростанции?

На тепловой электростанции ротор генератора приводится в движение паровой турбиной; на гидроэлектростанции ротор приводится в движение водяной турбиной.

На тепловых электростанциях ротор генератора приводится в движение паровой турбиной; на гидроэлектростанциях ротор приводится в движение водяной турбиной.

6 Почему в гидроэлектрогенераторах используются многополюсные роторы?

Поскольку гидротурбины вращаются с относительно низкой скоростью, для выработки тока стандартной частоты используются многополюсные роторы.

Ротор гидроэлектрического генератора обычно имеет несколько пар магнитных полюсов.
Чем больше пар полюсов, тем выше частота переменного электрического тока, вырабатываемого генератором.
Поскольку скорость вращения водяных турбин низкая, для производства тока стандартной частоты используются многополюсные роторы.

7 Какова стандартная частота промышленного тока, используемая в России и многих других странах?

Стандартная частота переменного тока, используемого в промышленности и осветительных сетях в России и многих других странах, составляет 50 Гц.

8. какой физический закон используется для определения потерь электроэнергии на линиях электропередач и как их можно уменьшить?

Линии электропередачи (ЛЭП) используются для передачи электроэнергии от электростанции к месту потребления.
Чем дальше от электростанции находится потребитель электроэнергии, тем больше потери энергии – Q.

E потреблено = E произведено – Q

Снижение потерь электроэнергии является важной экономической задачей.
Большие потери энергии вызваны нагревом проводников линий электропередач.
Согласно закону Джоуля-Ленца: Q = I 2 Rt.
Эти потери можно уменьшить, уменьшив сопротивление R проводников и ток I в проводниках.
Поскольку R = ρl/S, провода изготавливаются из дешевой меди или алюминия, которые имеют низкое удельное сопротивление.
Увеличение толщины проводов нерентабельно.
Мы можем уменьшить ток, но в этом случае мы должны увеличить напряжение U от генератора на тот же коэффициент, чтобы не уменьшить выходной ток P = UI.

9. Почему перед подачей тока в линию электропередач вы увеличиваете его напряжение во столько же раз?

При передаче электроэнергии на большие расстояния по линии электропередачи важно не уменьшать мощность тока P = UI.
Для снижения потерь мощности при передаче ток может быть уменьшен.
Но для этого необходимо увеличить напряжение, получаемое от генератора, на тот же коэффициент.
При таких преобразованиях сохраняется текущая выходная мощность (P = UI) в линии передачи.

10 Что такое трансформатор?

Трансформатор – это устройство, предназначенное для повышения или понижения переменного напряжения и тока.

Трансформатор был изобретен в 1876 году русским ученым П.Н. Яблочковым.
В его основе лежит явление электромагнитной индукции.

11. как устроен трансформатор? принцип работы?

Трансформатор состоит из двух обмоток (как минимум) и железного сердечника.
Переменный ток, протекающий в первичной обмотке, создает переменное магнитное поле внутри сердечника, которое генерирует переменное электрическое поле во вторичной обмотке.
Во вторичной обмотке возникает индукционный ток и переменное напряжение V₂.

U₂ определяется по формуле:

Если N2 > N1, трансформатор называется повышающим (U2 > U1).
Если N2 < N1, трансформатор называется понижающим (U2 < U1).

12. Где используются трансформаторы?

Трансформаторы используются в широком спектре применений в быту, в промышленности и при передаче электроэнергии.
Например:
– В зарядных устройствах для мобильных телефонов,
– В радио- и телевизионном оборудовании,
– повышающие и понижающие трансформаторные подстанции на заводах, для подачи электроэнергии в дома,
– дальние линии электропередач.

Читайте далее: