Актуализация знаний (создание мотивации).

Урок _____

Тема: Индуктивное и емкостное сопротивление. Резонанс в электрической цепи.

Цель урока – сформировать понятие о реактивном сопротивлении в цепи переменного тока, выяснить причины его появления, познакомить обучающихся с явлением резонанса на реальном участке электрической цепи.

Задачи урока:

образовательные – познакомиться с особенностями переменного электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора, конденсатора и катушки, выяснить условия резонанса,

развивающие – развивать умение обучающихся работать самостоятельно с учебником, грамотно излагать свои мысли, устанавливать причинно-следственные связи между силой тока и частотой колебаний в колебательном контуре, развивать навыки работы с компьютерными моделями.

воспитательные–формировать устойчивое внимание при объяснении нового материала, умение слушать других, расширить политехнический кругозор обучающихся.

Организационный момент.

Актуализация ранее полученных знаний.

1. Что называют переменным электрическим током? (незатухающие электромагнитные колебания, возникающие под действием внешней периодически изменяющейся ЭДС)

2. Как создать переменный электрический ток? (переменное напряжение создается генераторами на электростанциях)

3. Как вы представляете себе простейшую модель генератора? (проволочная рамка, вращающаяся в постоянном однородном магнитном поле)

4. Напряжение меняется с частотой w по закону косинуса. Как найти мгновенное значение силы тока в любой момент времени? (i=I_msin( w t+ j ))

5. Какое сопротивление называют активным? (электрическое сопротивление, вычисляемое по формуле R= r l/S)

6. Почему его называют активным? (при наличии нагрузки, обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию: электрическая энергия преобразуется во внутреннюю)

7. Как связаны сила переменного тока и напряжение в цепи с резистором? (мгновенное значение силы тока пропорционально мгновенному значению напряжения и совпадает по фазе)

8. Что называется действующим значением силы тока? (действующее значение силы тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за это же время?)

9. Как вычислить действующее значение силы тока и напряжения? (I=I_m/ Ö 2 U=U_m/ Ö 2 )

3.Изучение нового материала:

Создание проблемной ситуации –

Вопрос: 1.Может ли в цепи существовать постоянный ток, если в неё включен конденсатор?

Примерный ответ: Нет, так как конденсатор размыкает электрическую цепь.

Вопрос:2.Может ли в цепи существовать переменный ток, если в неё включен конденсатор?

Примерный ответ Может, так как переменный ток - это электромагнитные колебания, возникающие при разрядке и зарядке конденсатора.

Вопрос 3:Как вы считаете, будет ли конденсатор оказывать сопротивление электрическому току? Давайте попробуем предположить, от каких величин оно должно зависеть. Предполагают: от ёмкости конденсатора и от частоты переменного тока.

Исследуем, как именно зависит ёмкостное сопротивление от ёмкости конденсатора и от частоты переменного тока.

Мы выяснили, что конденсатор, включенный в электрическую цепь оказывает сопротивление переменному току.

Вопрос: Как вы считаете, если включить в электрическую цепь катушку индуктивности, то она будет оказывать сопротивление переменному току?

Предполагаемый ответ: Да, будет. Объясняется явлением самоиндукции. При нарастании электрического поля вихревое поле тормозит движение электронов.Задание: Предположить, от каких величин зависит индуктивное сопротивление. Предполагают: от индуктивности катушки и от частоты переменного тока.

№	Задания	Тип сопротивления
№	Задания	Активное	Индуктивное	Емкостное
1.	Упрощенная схема включе- ния сопротив- лений в цепь.
2.	Пропускная способность сопротивлений	Активное сопро- тивление про- пускает и пос- тоянный и пере- менный ток.	Пропускает по- стоянный и пере- менный ток.	Пропускает пере- менный и не про- пускает постоян- ный.
3.	Формула мгновенного значение напряжения и силу тока
4.	Графики коле- баний силы тока и напря- жения. Их пояснение.
5.	Формула сопротивлений
6.	График зави- симости сопро- тивлений от частоты
7.	Превращение энергии тока	Во внутреннюю энергию провод- ника.	В энергию магни- тного поля катуш- ки	В энергию элек- трического поля конденсатора.

Актуализация знаний (создание мотивации).

Учитель: Нам известно, что электромагнитные колебания в контуре имеют сходство с колебаниями механической системы, например, маятника. Особенно интересны вынужденные колебания, знания о которых позволяют избегать трагедий. Ричарду Фейнману (Файнман) принадлежат слова: «В природе очень часто что-нибудь «колеблется» и так же часто наступает … (карточка перевернута «резонанс»)».

Что общего может быть между программой телепередач и мостом?

Совпадение законов механических и электромагнитных колебаний позволяет сделать заключение о возможности резонанса в электрической цепи, если эта цепь представляет собой колебательный контур, обладающий определенной собственной частотой колебаний.

В действительности участок цепи, по которому протекает переменный электрический ток, обладает свойствами активного, емкостного и индуктивного сопротивлений, правда, в разной степени. В каких-то случаях тем или иным сопротивлением можно пренебречь – в зависимости от решаемой задачи.

Рассмотрим процессы, происходящие на реальном участке цепи, представляющем собой последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки индуктивности.

Отношения между физическими величинами для такого участка значительно сложнее, поэтому обратимся к главным результатам.

Опишем прохождение переменного электрического тока на таком участке цепи.

Напряжение, подаваемое внешним генератором, в любой момент времени равно сумме падений напряжений на различных участках цепи:

Пусть напряжение в цепи изменяется по гармоническому закону:

Так как напряжение на каждом участке своё, то на разных участках цепи между колебаниями силы тока и напряжения имеется свой сдвиг фаз. Поэтому сила тока в цепи будет изменяться по закону:

Амплитуда приложенного напряжения определяется на векторной диаграмме как геометрическая сумма амплитуд падений напряжений на активном сопротивлении, катушке индуктивности и конденсаторе.

Из прямоугольного треугольника на чертеже имеем:

Тогда:

Полное электрическое сопротивление цепи переменному току:

Величина

называется реактивным сопротивлением или реактансом. Закон Ома для цепи переменного тока запишется в виде:

Формулировка закона Ома для цепи переменного тока:

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!