План-конспект урока по физике. Тема: Реактивное сопротивление в цепи переменного тока


Цель урока: сформировать у учащихся представление о существовании сопротивления только в цепи переменного тока – это емкостное и индуктивное сопротивления.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом выполнения самостоятельной работы

Вариант -1

№1.В колебательном контуре напряжение изменяется по закону: U= 308 QUOTE (B). Определить: а) амплитуду напряжения; б) период, частоту и циклическую частоту переменного напряжения; в) действующее значение напряжения

№2. В электрическую цепь переменного тока включена электролитическая ванна с раствором медного купороса. Пойдет ли ток через такую цепь? Медь на электродах будет выделяться?

№3. Вращение проволочной рамки в магнитном поле увеличили в 2раза. Во сколько раз поменяется ЭДС индукции и частота переменного тока в рамке?

Вариант -2


№1. В колебательном контуре напряжение меняется по закону: U=60 QUOTE (B).

Определите: а) амплитуду напряжения; б) период, частоту и циклическую частоту переменного напряжения; в) действующее значение напряжения.

№2. Если электрическая цепь в каком – либо месте рассоединится, то ток сразу прекращается.

Но цепь не разомкнется , если в нее включить конденсатор. Почему?

№3. Рамка площадью 200см2вращается с частотой 10 Гц в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл. Сколько витков имеет рамка, если амплитудное значение ЭДС равно 53 В?

Изучение нового материала

1. Конденсатор в цепи переменного тока

Постоянный ток не будет идти через цепь, содержащую конденсатор.

Демонстрация опыта; переменный ток в такой цепи существует.

На простых опытах доказываем, что при включении постоянного напряжения лампочка не светится. При включении переменного напряжения лампочка загорается.

Как же переменный ток может идти по цепи , если она разомкнута?

Дело в постоянной перезарядке конденсатора под действием переменного напряжения.

При перезарядке , ток текущий в цепи нагревает нить накала лампочки.

Пренебрегая сопротивлением ,найдем закон изменения силы тока в цепи с емкостью.

U=q/C; QUOTE = Um QUOTE ; Заряд конденсатора меняется по гармоническому закону: q = C Um QUOTE

Производная заряда – сила тока: i = q′= – UmCω QUOTE = UmCω QUOTE QUOTE

Колебания силы тока опережают колебания напряжения на конденсаторе на π/2.

Когда конденсатор начинает заряжаться I=max, а U=0.

В момент когда U=max, I=0. Im= UmCω – амплитуда силы тока

QUOTE = Хс – емкостное сопротивление. I = U/XC – закон Ома для цепи с емкостным сопротивлением справедлив.

Вывод: емкостное сопротивление обратно пропорционально произведению частоты на емкость; колебания напряжения отстают от колебаний силы тока на π/2.

2. Катушка индуктивности в цепи переменного тока.

Демонстрация опыта из которого видно, что индуктивность влияет на силу

переменного тока. Лампа от источника постоянного тока горит ярче, что говорит о том, что действующее значение силы переменного тока меньше силы постоянного тока. Объяснить этос точки зрения самоиндукции (вихревое электрическое поле тормозит движение электронов ).

Сравним напряженности вихревого и кулоновского полей: Е̄I = – Ēk.

Значит, удельная работа вихревого поля равна по величине и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля. ei =- u

Запишем закон по которому меняется сила тока: i= Im QUOTE /

ЭДС самоиндукции: еi= -L i′ = – LωIm QUOTE t. Так как u = – ei, то

u= LωIm QUOTE = LωIm QUOTE = Um QUOTE . Где Um = LωIm – амплитуда напряжения.

Значит, колебания силы тока отстают от колебаний напряжения на π/2.

Амплитуда силы тока в катушке равна : Im= QUOTE

ωL = XL – индуктивное сопротивление I = U/XL – закон Ома справедлив для индуктивного сопротивления в цепи с катушкой.

Вывод: индуктивное сопротивление равно произведению частоты на индуктивность; колебания напряжения опережают колебания силы тока на π/2.

Закрепление изученного материала.

1. Пренебрегая сопротивлением цепи, показать как связаны между собой действующие значени тока и напряжения на конденсаторе и на катушке.

2. Чему равна энергия в цепи, содержащий только катушку или только конденсатор, если пренебречь активным сопротивлением?

3. Выключатель и конденсатор похожи. Почему же выключатель надежно размыкает цепь, а конденсатор служит для других целей?

4. Объяснить почему напряжение и ЭДС самоиндукции имеют противоположные знаки на катушке?

Подведем итоги урока

Домашнее задание: §33, 34, №982.




1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...


План-конспект урока по физике. Тема: Реактивное сопротивление в цепи переменного тока