Презентация на тему: Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи

Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи
1/21
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 74)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (355 Кб)
1

Первый слайд презентации

Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор

Изображение слайда
2

Слайд 2

ОГЛАВЛЕНИЕ 20.1. Получение переменной ЭДС. 20.2. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. 20.3. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. 20.4. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор.

Изображение слайда
3

Слайд 3

20.1. Получение переменной ЭДС Рассмотрим контур АВСД, вращающийся с частотой , в постоянном магнитном поле, причем АВ(СД) всегда перпендикулярна направлению поля. Рис.20.1.

Изображение слайда
4

Слайд 4

При этом на электроны в контуре действует сила Лоренца, направление которой указано на рисунке 20.2. Рис. 20.2. : Под действием этой силы электроны в контуре приходят в движение, т. е. возникает электрический ток

Изображение слайда
5

Слайд 5

Через половину периода направление тока в рамке изменяется на противоположное. Угол поворота рамки определится как:  =  t. По закону Фарадея, ЭДС в контуре определяется соотношением: где  = BScos  – магнитный поток, пронизывающий рамку. Получим: Вывод: ЭДС индукции в рамке изменяется по гармоническому закону. Рис.20.3. К оглавлению

Изображение слайда
6

Слайд 6

20.2. Сопротивление, индуктивность и емкость цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока Опыт 20.1. Сдвиги фаз в цепи с емкостью и индуктивностью Оборудование: Осциллограф электронный. Коммутатор к осциллографу. Батарея конденсаторов на 60 мкФ. Катушка дроссельная с сердечником. Реостат на 500 Ом. Лампа на 127 В, 60 Вт на подставке с зажимами. Проводники соединительные. Ящик – подставка. Рис.20.4. .

Изображение слайда
7

Слайд 7

Ход работы: 1.Собрать схему рис.20.4. 2.Катушка индуктивности, установленная на стенде, имеет значительное активное сопротивление, которое следует учитывать в дальнейших измерениях. 3.Конденсатор, установленный на стенде, не является идеальным, т.е. в процессе работы он дает утечки тока через изоляцию 4.Для наблюдения явления резонанса можно следить за изменением в зависимости от частоты5. Включите генератор и дайте ему прогреться несколько минут. 6.Особо следует определить точное значение резонансной частоты. Для этого надо, медленно вращая ручку регулировки частоты в диапазоне и внимательно наблюдая за показаниями амперметра, «поймать» частоту, при которой сила тока в цепи принимает максимальное значение. Значение резонансной частоты заносится в отчет. 7. Находясь на резонансной частоте, измерьте падение напряжения на конденсаторе 8.С помощью осциллографа определить сдвиги фаз. Вывод: между током и напряжением существует фазовый сдвиг

Изображение слайда
8

Слайд 8

Активное сопротивление в цепи переменного тока Схема: Рис. 20.5. Для данной цепи: U = U 0 sin  t. По закону Ома амплитудное значение тока. Вывод: ток и напряжение совпадают по фазе. График: Рис. 20.6. Векторная диаграмма: Рис. 20.7. В цепи происходит необратимый процесс преобразования энергии электрического тока в тепловую энергию (нагрев).

Изображение слайда
9

Слайд 9

Индуктивность в цепи переменного тока Индуктивным элементом называется элемент, преобразующий энергию электрического тока в энергию магнитного поля, окружающего проводник. В отличие от предыдущего случая, этот процесс является обратимым, т. е. энергия источника переходит в энергию магнитного поля, затем энергия магнитного поля возвращается в цепь в виде энергии электрического тока. Индуктивный элемент называют реактивным, т. к. он характеризует реакцию электрической цепи на протекание в ней электрического тока. Схема: Рис. 20.8. Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи. ЭДС самоиндукции будет полностью компенсировать падение напряжения на концах катушки:

Изображение слайда
10

Слайд 10

Имеем : i=I 0 sin  t  U=LI 0  cos  t=U 0 cos t, где U 0 = LI 0  – амплитуда напряжения. Запишем U 0 в виде: U 0 = RI 0 = X L I 0, где X L =  L – индуктивное сопротивление катушки. Таким образом запишем закон Ома: График: представим U в виде: U L = U 0 sin (  t +  /2), тогда: Рис. 20.9. Векторная диаграмма: Рис. 20.10. Вывод: напряжение опережает ток на 90 .

Изображение слайда
11

Слайд 11

Емкость в цепи переменного тока. Емкостью называется элемент, который преобразует энергию источника электрического тока в энергию электрического поля конденсатора. Схема: Рис. 20.11. По определению где амплитудное значение напряжения. Далее: где X C – емкостное реактивное сопротивление конденсатора. Таким образом запишем закон Ома:

Изображение слайда
12

Слайд 12

График: Рис. 20.12. Векторная диаграмма: Рис. 20.13. Вывод: в цепи с емкостной нагрузкой напряжение отстает от тока на 90 .

Изображение слайда
13

Слайд 13

Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости в цепи переменного тока Схема: Рис. 20.14. Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи. Результирующее напряжение равно: U = U r + U L + U C. Ток i=i r =i L =i C. Опорный вектор – ток. Рис. 20.15 Из векторной диаграммы следует: U 2 =U 2 r +(U L +U C ) 2 или (IR) 2 =(Ir) 2 +I 2 (X L -X C ) 2 R 2 = r 2 +( X L - X C )= Z, тогда закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, индуктивность и емкость. К оглавлению

Изображение слайда
14

Слайд 14

20.3. Резонанс в последовательной и параллельной цепи Рассмотрим схему последовательного соединения активного сопротивления, индуктивности и емкости в цепи переменного тока (рис. 20.14). Определим угол сдвига фаз: – в цепи преобладает индуктивная нагрузка (  >0); напряжение опережает ток по фазе. – в цепи преобладает емкостная нагрузка (  <0); напряжение отстает от тока по фазе. – емкостная и индуктивная нагрузки равны ( =0); напряжение совпадает с током по фазе. При этом из закона Ома следует, что ток в цепи будет максимальным (резонанс напряжений).

Изображение слайда
15

Слайд 15

Условия резонанса напряжений: Резонанс можно достичь двумя способами : Параметрический резонанс (меняются значения L и C ). Частотный резонанс (меняется частота колебаний):

Изображение слайда
16

Слайд 16

Параллельный резонанс Схема: Рис. 20.16. Векторная диаграмма: Рис. 20.17. Напряжение: Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи. Ток в неразветвленной части цепи равен:

Изображение слайда
17

Слайд 17

Опорный вектор – напряжение. Из векторной диаграммы видно: Определим угол сдвига фаз: закон Ома для параллельной цепи, содержащей сопротивление, индуктивность и емкость.

Изображение слайда
18

Слайд 18

b L > b C – проводимость индуктивной ветви больше проводимости емкостной (  <0). Напряжение опережает ток по фазе. b L < b C – проводимость индуктивной ветви меньше проводимости емкостной ( >0). Напряжение отстает от тока по фазе. b L = b C – проводимости равны. ( =0). Напряжение совпадает с током по фазе. При этом из закона Ома следует, что ток в цепи будет минимальным (резонанс токов). Условие резонанса токов: К оглавлению

Изображение слайда
19

Слайд 19

20.4. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор. Для передачи электроэнергии на большие расстояния от источника к потребителю служат линии электропередач (ЛЭП). При этом приходится решать ряд научно - технических задач, одна из которых состоит в уменьшении потерь электроэнергии при ее передаче к потребителю. Эта задача решается путем трансформации напряжения. Трансформация напряжения заключается в изменении величины передаваемого напряжения без существенного изменения мощности электрического тока. Для этой цели служит устройство, называемое трансформатором. В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из сердечника и двух намотанных на него обмоток (катушек) – первичной и вторичной (рис. 20.18). Сердечник, в свою очередь состоит из тонких плотно склеенных между собой листов электротехнической стали и служит для передачи магнитного потока от первичной катушки ко вторичной. Электротехническая сталь обладает способностью к быстрому перемагничиванию без насыщения и называется магнитомягкой.

Изображение слайда
20

Слайд 20

Рис. 20.18. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции Е1 и Е2, создаваемые в первичной и вторичной катушках выражаются формулами где w 1 и w 2 – число витков в первичной и вторичной катушках трансформатора соответственно. По второму правилу Кирхгофа напряжения на первичной и вторичной обмотках Тогда получим коэффициент трансформации

Изображение слайда
21

Последний слайд презентации: Тема 20 Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи

В зависимости от величины К12 различают повышающие и понижающие трансформаторы. Например, при передаче электроэнергии от электростанции в ЛЭП используются повышающие трансформаторы и напряжения в ЛЭП составляют тысячи и миллионы вольт (отсюда и названия ЛЭП – 500 и т. д.). Наоборот, т. к. бытовые приборы (потребители электроэнергии) рассчитаны на низкое напряжение (  220 В) необходимо последовательно понизить высокое напряжение в ЛЭП через сеть распределительных подстанций районного и местного значения до напряжения, используемого потребителями электроэнергии. Рис. 20.19. К оглавлению

Изображение слайда