План-конспект урока по физике. Тема: Резонанс в электрической цепи

Цель урока: формировать понятие резонанса, который может возникать не только в механических системах, но и в электромагнитных колебательных системах, особенно широко это явление применяется в радиосвязи.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса

1. На доске начертить схему подключения, вывести формулу, начертить график зависимости силы тока и напряжения от времени:

А) для активного сопротивления;

Б) для емкостного сопротивления

В) для индуктивного сопротивления

2. Решить задачу. Резистор, катушка и конденсатор соединены, последовательно и включены в

электрическую цепь, по которой течет ток 0,8 А. Активное сопротивление цепи 50 Ом,

напряжение в цепи 200 В. Вычислить полное сопротивление цепи, коэффициент мощности

и активную мощность.

R – полное сопротивление цепи; I – действующее значение силы тока ; U – действующее значение напряжения. R=U/I = 200/0,8 = 250 Ом; Р= I2RAK; P= I U QUOTE ; P= (0,8)2·200= 32 Вт.

QUOTE = Р/I U = 32/160= 0,2.

Изучение нового материала

В механических системах, совершающих колебания, резонанс

наступает, если мал коэффициент трения. В электромагнитной системе резонанс может наступить при малом активном сопротивлении. От этого сопротивления проводник нагревается.

Собственная частота колебаний в контуре, если активное сопротивление мало, вычисляется по формуле: ω0= 1/ QUOTE ;

При вынужденных колебаниях I= max, когда частота меняющегося напряжения равна собственной частоте контура: ω= ω0 = 1/ QUOTE

Резонансом в электрической цепи называют явление резкого возрастания амплитуды, вынужденных колебаний силы тока, при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.

Амплитуда силы тока при резонансе.

При резонансе в электрической цепи мощность в контуре Р=max, когда сила тока и напряжение совпадают по фазе. После включения внешнего переменного напряжения резонанс для силы тока

устанавливается постепенно. Амплитуда силы тока увеличивается, до тех пор , пока энергия выделившаяся на резисторе, не будет равна внешней энергии, поступившей в контур за это время.

Выразим это с помощью формул: Im2 R/2 = UmIm/2; упростим выражение: ImR= Um;

Найдем амплитуду силы тока: Im= Um/R.

Если R→0, амплитуда тока начинает резко возрастать: ( Im)РЕЗ→ QUOTE . Если R увеличивается, сила тока уменьшается. При большом сопротивлении ( R ) – резонанс не наступает.

На графике представлены зависимости амплитуды силы тока от частоты при различных сопротивлениях (R1< R2< R3).

Демонстрация увеличения напряжения на конденсаторе и катушке индуктивности при увеличении силы тока. Для демонстрации собирают установку, которая изображена в учебнике. Учащиеся наблюдают, как с увеличением частоты внешнего напряжения меняется сила тока

( показания амперметра) и напряжение на катушке или конденсаторе (показания вольтметра).

Величины могут увеличиваться в десятки и даже в сотни раз.

Использование резонанса в радиосвязи – сообщение учащегося.

Вред от резонанса в электрической цепи – сообщение учащегося.

Вывод: в электрической цепи может наступить резонанс – резкое возрастание амплитуды силы тока и напряжения при совпадении частот внешнего напряжения и собственных колебаний контура. Наибольшее применение резонанс нашел в радиосвязи.

Закрепление изученного материала

1. Электрон пролетает между пластинами конденсатора, какую траекторию он опишет, если

на него подано: а) переменное напряжение высокой частоты; б) постоянное напряжение.

Ответы: а) параболу; б) синусоиду.

2. Какова разность фаз между колебаниями I и U при резонансе.

3. Когда наиболее отчетливо выражены резонансные свойства контура. ( при R→0).

Домашнее задание: §35, № 975, 979.



1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)
Loading...

образ катерины в грозе
План-конспект урока по физике. Тема: Резонанс в электрической цепи