Električna struja. Ova prezentacija pokriva temu “jednosmjerna i naizmjenična električna struja”. Prezentacija je namijenjena učenicima srednjih škola. Prezentacija na temu "naizmjenična električna struja" Prezentacija na temu naizmjenična struja

Slajd 1

Naizmjenična električna struja Autor prezentacije: nastavnica fizike Svetlana Egorovna Rjazina GBOU RM SPO (SSUZ) „Saransk koledž prehrambene i prerađivačke industrije“

Slajd 2

Danas u lekciji: Naizmjenična električna struja. Otpornik u AC kolu. Efektivne vrijednosti napona i struje. Napajanje u strujnom kolu.

Slajd 3

Kako bi živjela naša planeta, Kako bi ljudi živjeli na njoj bez topline, magneta, svjetlosti I električnih zraka? Adam Mickiewicz

Slajd 4

Mašina za guljenje krompira Mašina za brisanje Električna mlin za meso Mašina za mešanje testa Rezač hleba

Slajd 5

Električna struja čija se veličina i smjer mijenjaju tokom vremena naziva se naizmjenična. Naizmjenična električna struja je prisilna elektromagnetna oscilacija.

Slajd 6

Slajd 7

Naizmjenična struja može nastati kada postoji naizmjenična emf u kolu. Dobivanje naizmjeničnog EMF-a u kolu temelji se na fenomenu elektromagnetne indukcije. Da bi se to postiglo, provodni okvir se rotira jednoliko ugaonom brzinom ω u jednoličnom magnetskom polju. U ovom slučaju, vrijednost ugla α između normale na okvir i vektora magnetske indukcije bit će određena izrazom: Dobivanje varijable emf Posljedično, veličina magnetskog fluksa koji prodire kroz okvir će se mijenjati tokom vremena prema harmonijski zakon:

Slajd 8

Prema Faradejevom zakonu, kada se fluks magnetske indukcije koji prolazi kroz kolo promijeni, u krugu se javlja indukovana emf. Koristeći koncept derivacije, pojašnjavamo formulu za zakon elektromagnetne indukcije Kada se magnetni tok koji prodire u kolo mijenja, inducirana emf se također mijenja s vremenom prema zakonu sinusa (ili kosinusa). maksimalna vrijednost ili amplituda EMF. Ako okvir sadrži N zavoja, tada se amplituda povećava N puta. Povezivanjem izvora naizmjeničnog EMF-a na krajeve vodiča, na njima ćemo stvoriti naizmjenični napon:

Slajd 9

Opći odnosi između napona i struje Kao i kod jednosmjerne struje, naizmjenična struja je određena naponom na krajevima provodnika. Možemo pretpostaviti da u datom trenutku jačina struje u svim dijelovima provodnika ima istu vrijednost. Ali faza strujnih fluktuacija možda se ne podudara sa fazom fluktuacija napona. U takvim slučajevima uobičajeno je reći da postoji fazni pomak između fluktuacija struje i napona. U opštem slučaju, trenutna vrijednost napona i struje može se odrediti: ili φ – fazni pomak između fluktuacija struje i napona Im – amplituda struje, A.

Slajd 10

Otpornik u kolu naizmjenične struje Razmotrite kolo koje sadrži opterećenje čiji je električni otpor visok. Sada ćemo ovaj otpor nazvati aktivnim, jer u prisustvu takvog otpora električni krug apsorbira energiju koja mu dolazi iz izvora struje, a koja se pretvara u unutrašnju energiju vodiča. U takvom kolu: Električni uređaji koji pretvaraju električnu energiju u unutrašnju energiju nazivaju se aktivni otpori

Slajd 11

Budući da je trenutna vrijednost struje direktno proporcionalna trenutnoj vrijednosti napona, može se izračunati korištenjem Ohmovog zakona za dio kola: U kolu sa aktivnim otporom, fazni pomak između fluktuacija struje i napona je nula , tj. Fluktuacije struje su u fazi sa fluktuacijama napona.

Slajd 12

Efektivne vrijednosti napona i struje Kada kažu da je napon u gradskoj elektro mreži 220 V, onda ne govorimo o trenutnoj vrijednosti napona, a ne o njegovoj amplitudnoj vrijednosti, već o takozvanoj efektivnoj vrijednosti. Kada električni uređaji označavaju jačinu struje za koju su projektovani, oni takođe znače efektivnu vrednost jačine struje. FIZIČKO ZNAČENJE Efektivna vrijednost naizmjenične struje jednaka je jačini jednosmjerne struje koja u provodniku oslobađa istu količinu topline kao i naizmjenična struja za isto vrijeme. Efektivna vrijednost napona:

Slajd 13

Snaga u kolu naizmjenične struje Efektivne vrijednosti napona i struje bilježe električni mjerni instrumenti i omogućavaju direktan proračun snage naizmjenične struje u kolu. Snaga u kolu naizmjenične struje određena je istim odnosima kao i snaga jednosmjerne struje, u koju se zamjenjuju odgovarajuće efektivne vrijednosti umjesto istosmjerne struje i konstantnog napona: Kada postoji fazni pomak između napona i struje, snaga se određuje prema formula:

Slajd 14

ZAKLJUČCI U ovoj lekciji ste naučili da: naizmjenična električna struja je prisilna elektromagnetna oscilacija, u kojoj se jačina struje u kolu mijenja tokom vremena prema harmonijskom zakonu; dobijanje naizmjeničnog EMF-a u kolu se zasniva na fenomenu elektromagnetne indukcije; kod aktivnog otpora, fazna razlika između oscilacija struje i napona je nula; efektivne vrijednosti naizmjenične struje i napona jednake su vrijednostima istosmjerne struje i napona pri kojima bi se ista energija oslobodila u kolu sa istim aktivnim otporom; snaga u krugu naizmjenične struje određena je istim relacijama kao i snaga jednosmjerne struje, u kojoj se odgovarajuće efektivne vrijednosti zamjenjuju jednosmjernom strujom i konstantnim naponom.

Naizmjenična električna struja je električna struja koja se mijenja po veličini i smjeru u pravilnim intervalima. Gotovo sva električna energija se proizvodi u obliku naizmjenične električne struje. Zato je njegov značaj veliki, a opseg širok.

Alternator. Godine 1832. nepoznati pronalazač stvorio je prvi jednofazni sinhroni višepolni generator naizmjenične struje. Ali u prvim elektronskim uređajima koristila se samo jednosmjerna struja, dok naizmjenična struja dugo nije mogla naći svoju praktičnu primjenu. Međutim, ubrzo su otkrili da je mnogo praktičnije koristiti naizmjeničnu nego jednosmjernu, odnosno struju koja povremeno mijenja svoju vrijednost i smjer. Prednosti izmjenične struje su u tome što ju je pogodnije generirati pomoću elektrana. Stoga su sastavljeni pouzdani elektromotori naizmjenične struje, koji su odmah našli široku primjenu u industrijskim i kućnim područjima. Treba napomenuti da su se zahvaljujući postojanju naizmjenične struje i njenim posebnim fizičkim pojavama pojavili izumi poput radija, magnetofona i druge automatske i električne opreme, bez kojih je teško zamisliti savremeni život.

Postoje industrijski i kućni generatori: Industrijski generatori su najbolja opcija za upotrebu u proizvodnji, bolnicama, školama, prodavnicama, kancelarijama, poslovnim centrima, kao i na gradilištima, značajno pojednostavljujući gradnju u područjima gde elektrifikacija potpuno izostaje. Kućanski generatori su praktičniji, kompaktniji i idealni za korištenje u vikendici i seoskoj kući. Generatori naizmjenične struje imaju široku primjenu u raznim oblastima i područjima zbog činjenice da mogu riješiti mnoge važne probleme koji su povezani s nestabilnim radom električne energije ili njenim potpunim odsutnošću.

Primjena u poljoprivredi. U poljoprivredi se koriste dizel agregati koji obezbeđuju poljoprivrednu mehanizaciju (pumpe, oprema, rasveta), produženje dnevnog vremena (za plastenike i peradarnike), grejanje, mašine za mužu itd. Također, u borbi protiv štetočina poljoprivrednih kultura koristi se niskofrekventno zračenje kvantnog generatora koji bilježi informacije preuzete iz originala korištenih za lokalizaciju raznih bolesti i uklanjanje insekata.

Prezentaciju je sastavio nastavnik fizike iz MKOU VSOSH br. 2 u selu IK. Chuguevka Murzagildina Ljudmila Borisovna 2016 Ciljevi lekcije: 1. Nastaviti razvijati ideje o harmonijskim elektromagnetnim oscilacijama, prisilnim elektromagnetskim oscilacijama i vrstama otpora u kolu naizmjenične struje. 2. Razvijati kognitivna interesovanja učenika o ovoj temi kroz različite izvore informacija: udžbenik, prezentaciju, tabele. 3. Naučite pronaći korisne i potrebne stvari u gradivu koje se proučava. Ažuriranje znanja. 1. Koje oscilacije se nazivaju harmonijskim? Oscilacije koje se javljaju prema zakonu sinusa ili kosinusa. 2. Dajte definiciju elektromagnetnih oscilacija. Procesi u električnim krugovima u kojima se periodično mijenjaju naboj, struja, napon i emf. 3. Zašto slobodne elektromagnetne oscilacije prigušuju? Slobodne elektromagnetne oscilacije su prigušene zbog otpora. 4. Navedite formulu za period elektromagnetnih oscilacija. 5. Navedite sistem u kojem se javljaju elektromagnetne oscilacije. Rješavanje zadataka na temu “Elektromagnetske oscilacije”. 1. Naboj q na pločama kondenzatora oscilatornog kola mijenja se tokom vremena u skladu sa jednačinom q = 5٠10-4cos 103πt. Kolika je amplituda oscilacija naboja, faza oscilovanja i početna faza naboja? Amplituda - 5٠10- 4 Faza oscilacija naboja - 103πt Početna faza =0 Rješavanje zadataka na temu “Elektromagnetne oscilacije”. 2.Koji od navedenih uređaja je obavezno uključen u kolo jednosmerne struje i u oscilatorno kolo? Uskladite poziciju prve kolone sa željenom pozicijom iz druge. Dobijene brojeve zapišite u tabelu ispod odgovarajućih slova. A) DC kolo 1. Ampermetar B) Oscilirajuće kolo 2. Izvor struje A 3. Kondenzator 4. Magnet B Odgovor na zadatak: A B 2 3 Proučavanje nove teme naše lekcije “Izmjenična struja”. Otpor u kolu naizmjenične struje" Električna struja koja mijenja svoju veličinu i smjer tijekom vremena naziva se naizmjenična struja. Naš zadatak je da tokom časa provjerimo: - naizmjenična struja je prinudna oscilacija; - da tokom vremena struja mijenja svoj smjer i veličinu. “Struja teče kroz žice i nikada nije vidljiva. On pali sijalice i oživljava aparate.” Yakov Byl “Rat struja” Postojao je period u istoriji koji je poznat pod kodnim nazivom “rat struja”. Tada su glavni likovi bili poznati Nikola Tesla i Tomas Edison. Nikola Tesla je uvideo potencijal i pogodnost naizmenične struje. A Edison je insistirao da treba koristiti konstantnu električnu energiju (tačka gledišta koja je tada bila opšteprihvaćena). Edison je čak održao javne demonstracije, koje su bile prilično brutalne. Činjenica je da naizmjenična struja, uprkos svojim prednostima, predstavlja veliku opasnost za živa bića. Tomas Edison je ovu činjenicu iskoristio da stvori strah i nepovjerenje prema Teslinim idejama među ljudima: javno je ubijao životinje koristeći naizmjeničnu struju. Jednom su čak izveli demonstraciju na slonu: nekoliko sekundi - i moćna životinja je pala mrtva. Iz istorije Prvi izvor električne energije u našoj eri bio je elektrostatički generator, koji je 1663. izumeo gradonačelnik Magdeburga, Otto von Guericke. Dakle, šta je naizmjenična struja? Jačina struje i napon se mijenjaju po harmonijskom zakonu, a frekvencija oscilovanja je određena frekvencijom izvora struje priključenog na kolo (50 Hz) Kako stvoriti naizmjenični napon i naizmjeničnu struju? Izmjenični napon i struja u mreži stvaraju generatori naizmjenične struje u elektrani. Generator naizmjenične struje Standardna frekvencija industrijske struje je 50 Hz - to znači da u 1 sekundi struja mijenja smjer 50 puta. Šta se dešava u alternatoru? Utvrdili smo da 1. Magnetski fluks F koji prodire u kolo zavojnice mijenja se po veličini i smjeru. F = V S cos ωt 2. Struja indukovana u zavojnici mijenja se po veličini i smjeru. i = Im sin (ωt+φ₀) 3. Fluktuacije napona i struje razlikuju se u fazi oscilovanja (φ₀). u = Um cos ωt Kakvu ulogu imaju otpori u kolu naizmjenične struje? Električni otpori mogu biti uključeni u krug naizmjenične struje - otpornici, induktivna i kapacitivna reaktansa (oscilatorni krug). Otpornici imaju otpor R (aktivni otpor), induktor sa induktivnošću L - X L (induktivna reaktansa) i kondenzator sa kapacitetom C - X C (kapacitivna reaktansa). Aktivni otpor u kolu naizmjenične struje. Tako smo otkrili da struja i napon u kolu naizmjenične struje sa aktivnim otporom fluktuiraju u U jednoj fazi, a aktivni otpor R = m I m Kapacitet u kolu naizmjenične struje Ustanovili smo da: 1. Jednosmjerna struja ne prolazi kroz kondenzator. 2. Kondenzator pruža otpor naizmjenične struje. Formula za kapacitivnu reaktanciju Induktivnost u kolu naizmjenične struje Utvrdili smo da: 1. Pri jednosmjernoj struji kalem ima mali aktivni otpor (tj. otpornik je) i promjena njegove induktivnosti ne utiče na njegov otpor. 2. Kod naizmjenične struje, što je veća induktivnost zavojnice, veća je induktivna reaktanca. 3. Induktivna reaktancija Dakle, znamo da ako kolo naizmjenične struje sadrži aktivni otpor R = 1 X C = C i induktivnu reaktanciju X = ωL, tada je L kapacitivna reaktancija, možemo pronaći ukupan otpor kruga naizmjenične struje Z: , Sažetak lekcije: 1. Naučili smo šta je naizmenična struja i njene karakteristike, koje variraju prema zakonu harmonike: F = BS cos ωt; i= Imsin (ωt+φ₀) ; u = Um cos ωt. 2. Kolo naizmjenične struje može sadržavati tri vrste otpora: L 1 R – aktivan; X = - kapacitivni; S S H L = ωL – induktivna. 3. Naučili smo formulu po kojoj se izračunava ukupni otpor u kolu naizmjenične struje: Z = √ R² + (X L- X C)² Pojašnjavajući naučenu lekciju: 1. Zašto ne koriste naizmjeničnu struju frekvencije od 10 - 15 Hz za osvjetljenje? Svjetla će treptati. Oko percipira frekvenciju od 10 Hz kao treperenje. 2. U električno kolo se spaja zavojnica kroz koju se prvo propušta jednosmjerna struja, a zatim naizmjenična struja istog napona. U kom slučaju će se zavojnica više zagrijati? U prvom. Zavojnica za naizmjeničnu struju će također imati reaktanciju. Stoga je u drugom slučaju struja manja, a samim tim i manja je proizvodnja topline. 3. Kako će se promijeniti sjaj lampe ako se kondenzator pokvari i sklop se na ovom mjestu zatvori? Svaki kondenzator ima otpor, ako uklonimo ovaj otpor, lampa će povećati intenzitet. 4. AC kolo uključuje otpornik sa R = 5 Ohma, kondenzator otpora XC = 6 Ohma i induktor otpora XL = 18 Ohma. Pronađite ukupan otpor strujnog kola. Rešenje: R=5Ohm Z= √R²+(XL -Xc)² XC=6Ohm Z=√25Ohm²+(18Ohm-6Ohm)² XL=18Ohm =√25Ohm²+144Ohm² ________ =13 Ohm. Z-? Izvođenje samostalnog rada (test) na temu „Izmjenična struja“. vrijeme 5-7 min. Refleksija: 1. Danas sam saznao da ... 2. Iznenadile su me navedene činjenice o ... 3. Zainteresovalo me da saznam da ... 4. Bilo mi je teško da razumem ... 5. Ja svidela se lekcija...

Varijabilni električni struja. Generator naizmjenične struje.

Definicija

AC struja naziva se električna struja koja se periodično mijenja u veličini i smjeru.

Simbol ili.

Poziva se modul maksimalne trenutne vrijednosti tokom perioda amplituda strujnih fluktuacija.

Trenutno, električne mreže koriste naizmjeničnu struju. Mnogi zakoni koji su izvedeni za jednosmjernu struju također se primjenjuju na naizmjeničnu struju.

Naizmjenična struja ima niz prednosti u odnosu na

DC:

- generator naizmjenične struje je mnogo jednostavniji i jeftiniji od generatora jednosmjerne struje;
- naizmjenična struja se može transformisati;
- naizmjenična struja se lako pretvara u jednosmjernu struju;
- AC motori su mnogo jednostavniji i jeftiniji od DC motora;
- problem prijenosa električne energije na velike udaljenosti riješen je samo korištenjem naizmjenične struje visokog napona i transformatora.

Za proizvodnju

Primjenjuje se naizmjenična struja

sinusoidni napon.

AC frekvencija je broj oscilacija u 1 s

Standardna industrijska AC frekvencija je 50 Hz.

elektromehanički uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju naizmjenične struje.

Sistemi koji proizvode naizmjeničnu struju poznati su u jednostavnim oblicima od otkrića magnetske indukcije električne struje.

Princip rada generatora zasniva se na fenomenu elektromagnetne indukcije - pojavi električnog napona u namotu statora koji se nalazi u naizmjeničnom magnetskom polju. Nastaje pomoću rotirajućeg elektromagneta - rotora - kada jednosmjerna struja prolazi kroz njegov namotaj.