Цепь переменного тока с активным сопротивлением

Тема: «Цепь переменного тока с активным сопротивлением»
Тип урока: изучение нового материала.
Цели урока:
I. Обучающая
1. Закрепление знаний по теме «Основные понятия и определения, относящиеся к
переменным токам».
2. Изучение устройства и принципа действия генератора переменного тока и его
применения.
II. Развивающая
Развитие познавательных интересов и интеллектуальных способностей в процессе
наблюдений и демонстрации эксперимента.
III. Воспитательная
1. Воспитание интереса к предмету, вооружение учащихся научными методами
познания, позволяющими получить объективные знания об окружающем мире.
2. Воспитание ответственного отношения к природе, как социальной черты
личности.
План урока
I. Организационный момент. (2 мин.)
II. Проверка домашнего задания. (10 мин.)
- фронтальный опрос
- решение задачи по индивидуальной карточке
- у доски логическая цепочка «змейка»
III. Изучение нового материала. (15 мин.)
IV. Закрепление знаний учащихся. (5 мин.)
V. Подведение итогов урока. (10 мин.)
VI. Домашнее задание. (3 мин.)
Ход урока
I. Организационный момент
1. (Приветствие. Настрой деятельности на успех)
Учитель: Здравствуйте ребята. Надеюсь, что сегодня вы узнаете и новое и
полезное. Я рассчитываю на вашу помощь, заинтересованность. Цель нашего
урока: повторить и закрепить изученный раннее материал, и изучить новую тему.
Прежде чем перейдем к новой теме повторим пройденный материал. Итак, у
доски составить логическую цепочку под названием «змейка». (обучающийся
идет к доске)
И на месте решить задачу.
Задача: Определить период тока, если частота его 50 Гц.
(Т=1/ν=1/50=0,02с)
Фронтальный опрос
1) Что называется периодом? (период- это промежуток времени в течении
которого происходит одно полное колебание)
2) Что такое амплитуда? (Амплитуда- это максимальное отклонение от
положения равновесия)
3) Что называется частотой переменного тока? (частота-это число
колебаний за одну секунду)
4) Какой частоты вырабатывается переменный ток? (50 Гц)
5) Какой зависимостью связаны период и частота? (Т=1/ν)
6) Какими буквами обозначаются период и частота?
7) Какое явление получило назначение электромагнитной индукции?
8) От чего зависит величина индуктивной электродвижущей силы (ЭДС)?
Сегодня тема нашего урока «Цепь переменного тока с активным
сопротивлением».
Рассмотрим цепь (фиг. 140), состоящую из сопротивления г. Влиянием
индуктивности и емкости для простоты пренебрегаем.
К зажимам цепи приложено синусоидальное
напряжение
По закону Ома мгновенное значение тока будет равно:
или, переходя к действующим значениям, получаем:
Как следует из последнего выражения, вид закона Ома для цепи переменного
тока, содержащей сопротивление, тот же, что для цепи постоянного тока. Кроме
того, из закона Ома видна пропорциональность между мгновенным значением
напряжения и мгновенным значением тока. Отсюда следует, что в цепи
переменного тока, содержащей сопротивление г, напряжение и ток совпадают по
фазе. На фиг. 141 даны кривые напряжения и тока и векторная диаграмма для
рассматриваемой цепи, причем длины векторов обозначают действующие
значения напряжения и тока. Сопротивление проводников переменному току
несколько больше их сопротивления постоянному току. Это объясняется
поверхностным эффектом, сущность которого изложена в 87. Поэтому
сопротивление проводников переменному току называют активным.
Обозначается оно также буквой r.
В цепи, представленной на фиг. 140, приложенное внешнее напряжение
уравновешивается падением напряжения в сопротивлении r, которое называется
активным падением напряжения и обозначается Ua
Ua = Ir.
Мгновенное значение мощности в рассматриваемой цепи равно произведению
мгновенных значений напряжения и тока:
р = ui.
На фиг. 142 дана кривая мгновенной
мощности за один период. Из чертежа
видно, что мощность не является
постоянной величиной, она пульсирует с
двойной частотой.
Среднее за период значение мощности или
просто средняя мощность обозначается
буквой Р и может быть определена по
формуле, доказательство которой мы не
приводим:
P=UI cosφ ,
где φ — угол сдвига фаз между напряжением и током.
Средняя мощность называется также активной мощностью. Данная формула
активной мощности справедлива для любых цепей переменного тока. Для цепи с
активным сопротивлением напряжение и ток совпадают по фазе. Поэтому угол
равен нулю, a cosφ=1. Для активной мощности получим: P=UI или Р=I2r,
т. е. формула мощности для цепи переменного тока с активным сопротивлением
такая же, как формула мощности для цепи постоянного тока. Активным
сопротивлением обладают все проводники. В цепи переменного тока практически
только одним активным сопротивлением обладают нити ламп накаливания,
спирали электронагревательных приборов и реостатов, дуговые лампы,
специальные бифилярные обмотки и прямолинейные проводники небольшой
длины.
Закрепление знаний
(заполни лепестки цветка)
Рефлексия. Что нового вы узнали? Понравился ли вам урок?
Домашнее задание: § 85