Тема уроку. Ємнісний опір.
Мета:
Навчальна:
розглянути фазові" співвідношення між струмом і напругою в колі змінного струму з активним опором та в колі з ємністю.
Розвивальна:
розвиток пам’яті та уважності.
Виховна:
Необхідне обладнання:
Демонстрації : 1. Залежність ємнісного опору від частоти змінного струму та ємності конденсатора.
2. Зсув фаз між силою струмили напругою в колі з ємністю..
Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.
План уроку:
Організаційний момент.
Перевірка домашнього завдання.
Актуалізація опорних знань.
Вивчення нового матеріалу.
Закріплення вивченого.
Підсумок уроку.
Домашнє завдання
Хід уроку
Організаційний момент.
Організація класу
Перевірка готовності класу до проведення уроку.
Актуалізація опорних знань учнів. Перевірка домашньго завдання.
(Один із учнів відтворює розвязок домашньої задачі на дошці з відповідними поясненнями що до розвязування.)
1. Електроплитку можна живити й постійним, і змінним струмом. Чи буде різниця в розжаренні спіралі, якщо напруга, обмірювана вольтметром, для обох струмів однакова?
2. Напруга запалювання неонової лампи 150 В. Чому ця лампа горить у колі змінного струму з напругою 127 В?
3. Що називають діючими значеннями сили струму та напруги?
Вивчення нового матеріалу.
1. Активний опір. Елемент електричного кола, в якому електрична енергія необоротно перетворюється на внутрішню, називається активним опором. Нехай коло складається зі з'єднувальних проводів та навантаження з малою індуктивністю й значним опором R. Будемо вважати, що напруга на затискачах кола змінюється за гармонічним законом:
Як й у випадку постійного струму, миттєве значення сили струму прямо пропорційне миттєвому значенню напруги. Тому для знаходження миттєвого значення сили струму можна застосувати закон Ома:
У провіднику з активним опором коливання сили струму за фазою збігаються з коливаннями напруги, и амплітуда сили струму визначається рівністю
2. Фазові співвідношений в колі з ємністю. Знайдемо, як змінюється з часом сила струму в колі, що містить тільки конденсатор, якщо опором проводів і обкладок конденсаторів можна знехтувати. Напруга на конденсаторі
буде дорівнювати напрузі на кінцях кола. Отже,
Заряд конденсатора змінюється за гармонічним законом:
Сила струму, що являє собою похідну заряду в часі, дорівнює:
Таким чином, напруга на обкладках конденсатора і сила струму в коливальному контурі змінюються.з часторгою 0), причому коливання сили струму випереджають за фазою коливання напруги на п/2 .
Це означає, що в момент, коли конденсатор починає заряджатися, сила струму максимальна, а. напруга дорівнює нулю. По досягненні напругою максимуму, сила струму дорівнює нулю і т. д.
3. Ємнісний опір. Зв'язок між миттєвими значеннями сили струму та напруги на обкладках конденсатора виявляється більш складним, аніж зв'язок між силою струму та напругою на електричному опорі під час проходження постійного струму, який дістав вираження у законі Ома.
Однак для знаходження амплітуди коливань сили струму в контурі за відомою амплітудою коливань напруги на конденсаторі можна скористатися виразом, \який збігається за формою із законом Ома для. ділянки кола постійного струму. Дійсно, можна записати: . .
Величина Хс називається ємнісним опором. Оскільки омега = 2пv
то
Звідси випливає, що постійний струм не може існувати
в колі, яке містить конденсатор, оскільки при.
Очевидно, що зі зростанням частоти та ємності ємнісний опір зменшується.
4. Закріплення вивченого на уроці. (Проходить у вигляді усного опитування та розвязування різного роду задач.)
1. Чи може існувати постійний струм у колі, яке містить конденсатор?
2. У чому полягає схожість і відмінність активного та ємнісного опорів у колі змінного струму?
3. Які енергетичні перетворення відбуваються в колах змінного струму, що містять лише активний опір?
4. Які енергетичні перетворення відбуваються в колах змінного струму, що містять лише ємнісний опір?
Задачі для розв'язування на уроці
1. Чому дорівнює опір батареї конденсаторів, ємність якої дорівнює 10 мкФ за частоти змінного струму 1 кГц і 1 МГц?
2. Ємнісний опір конденсатора в колі змінного струму з частотою 50 Гц дорівнює 800 Ом. Чому дорівнює ємність конденсатора?
Підбиття підсумків уроку.
(Учитель виставляє оцінки учням учасникам)
Домашнє завдання.
Основне: Опрацювати конспект уроку
Додаткове: Вправа № (Римкевич)
Поділіться з Вашими друзьями: |