Конспект урока Катушка индуктивности в цепи переменного тока


Катушка индуктивности в цепи переменного тока.
Цель урока: рассмотреть процесс протекания переменного тока в цепи с катушкой индуктивности; ввести формулу по определению индуктивного сопротивления.
Ход урока.
1.Организационный момент. Приветствие учащихся, проверка отсутствующих, постановка цели урока.
2.Актуализация темы.
3.Изучение нового материала. Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим поведение третьего элемента в электрической цепи. Соответственно аналогично будем сравнить цепь постоянного тока с переменным.
234361048Для начала рассмотрим процессы проходящие в цепи постоянного тока, для этого к батарее подцепим катушку и соответственно пронаблюдаем за процессом протекания электрического тока. Будем считать, что источник тока будет идеальным, т.е. r=0 и катушка соответственно тоже будем считать идеальной. Нас интересует как будет меняться сила тока с течением времени.
Т.о. образом обратите внимание на рисунок, мы с вами наблюдаем 2 участка, которые обладают ЭДС, кроме этого они соединены последовательно. Т.о. сумма ЭДС равна I(R+r), но так как мы с вами рассматриваем идеальные элементы, то сумма равна 0
ɛ+ɛi=0(1). Но при этом, т.к. источник тока идеальный, то напряжение на выводах ЭДС ɛ =U.
По закону Фарадея ɛi=-L*ΔI/Δt, ΔI/Δt-быстрота изменения силы тока. Подставляем в формулу (1). U-L*ΔI/Δt=0, выразим ΔI/Δt
22860531495ΔI/Δt=U/L.U-const, L-const. Т.о. быстрота изменения силы тока постоянно. Следовательно I(t)=U*t/L
Т.о. если рассмотрим процесс протекания силы тока по графику. То мы с вами будем наблюдать следующий график зависимости. При этом обратите внимание сила тока в данном случае будет расти бесконечно. Но на практике этого не происходит. Почему? (Потому что любой элемент обладает каким-то сопротивлением.) Но при этом мы можем подобрать такой источник и катушку с очень маленьким сопротивлением. Но этого делать нельзя. Почему? (В цепи будет протекать большой по величине ток, т.о. в определенный момент произойдет короткое замыкание)
-29845130175Рассмотрим теперь процесс протекание тока в цепи переменного тока.
Мы с вами знаем, что в цепи переменного тока напряжение в цепи меняется по след закону U(t)=Um*cosωt. В цепи переменного тока так же возникают 2 ЭДС. И эти ЭДС мы можем аналогично определить и соответственно можем прийти одному и тому же выводу, что ΔI/Δt=U(t)/L
ΔI/Δt= Um*cosωt/L. Сделаем следующее ΔI/Δt= Um*cosωt*ω/L*ω.Следовательно ΔI/Δt= Um (ω cosωt)/ L*ω. Обратите внимание на ω cosωt= (Sinωt),
I(t)= Um Sinωt/ L*ω Выразим через Cos. Sin α= Cos(π2-α )
I(t)= Um Cos(π2-ωt)/ L*ω, но т.к. функция Cos четная, то I(t)= Um Cos(ωt-π2)/ L*ω
I(t)= Im Cos(ωt-π2), где Im= Um/ L*ω
-2857512065Но XL= L*ω-индуктивное сопротивление [Ом]
-29260801235710Теперь рассмотрим график зависимости. При обратите внимание на формулы для силы тока и напряжения U(t)=Um*cosωt и I(t)= Im Cos(ωt-π2), мы можем сказать, что сила тока отстает от напряжения на π2,
4.Закрепление материала.
1. Рассчитайте величину индуктивного сопротивления катушки индуктивностью L = = 20 мГн на частоте 50 Гц.[6,28 Ом]
2.Катушка индуктивностью L = 10мГн обладает активным сопротивлением 10 Ом. При каком значении частоты переменного тока индуктивное сопротивление катушки будет в 10 раз больше ее активного сопротивления?
5.Домашнее задание.

Приложенные файлы


Добавить комментарий