Меню

Определить амплитудное значение напряжения квартирной электропроводки

Решение задач по физике

Презентация по физике Решение задач на расчет цепей, содержащих активное, инд.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Презентация по физике Решение задач на расчет цепей, содержащих активное, индуктивное или емкостное сопротивление Учитель физики «СОШ №1» г. Спас-Деменск 2014 год

R C L @ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год в цепи переменного тока — 2

Решение задач на расчет цепей, содержащих активное, индуктивное или емкостное сопротивление

Решение задач на расчет цепей Задача 1: Определить амплитудное значение напряжения квартирной электропроводки Uд = 220 В Um = ? Дано: Решение: Ответ: Амплитудное значение напряжения равно 311 В

Решение задач на расчет цепей Задача 2: Какова емкость конденсатора, если на частоте 20 кГц он обладает сопротивлением 10 Ом?  = 20 кГц С = ? Дано: Решение: Ответ: Емкость конденсатора 0,8 мкФ XС = 10 Ом Си 2*104 Гц

Решение задач на расчет цепей Задача 3: На лампочке написано: 25 Вт, 36 В. Какой конденсатор нужно включить последовательно с лампой, чтобы использовать ее на 220 В Р = 25 Вт С = ? Дано: Решение: U1 = 36 В U2 = 220 В Если последовательно с лампой включить конденсатор, то на нем будет падение напряжения, зависящее от емкостного сопротивления конденсатора: Определим падение напряжения на конденсаторе: Емкость конденсатора можно найти по формуле: Емкостное сопротивление можно найти из формулы (1): Ток, протекающий через лампу, можно найти, используя данные

Решение задач на расчет цепей Зная емкостное сопротивление, найдем емкость конденсатора: Ответ: Емкость конденсатора 12 мкФ ! Указанный способ гашения напряжения гораздо экономичней, чем с помощью активной нагрузки – ведь на конденсаторе не выделяется тепло и электросчетчик (активной энергии) не считает реактивную (емкостную) мощность и работу Поэтому в некоторых случаях мы вполне можем заменить трансформатор конденсатором (учитывая его рабочее напряжение)

Решение задач на расчет цепей Задача 4: На какой частоте сопротивление конденсатора емкостью 1 мкФ равно сопротивлению катушки с индуктивностью 50 мГн? С = 1 мкФ  — ? Дано: Решение: Ответ: Сопротивления равны на частоте 712,25 Гц L = 50 мГн Си 10-6 Ф XC = XL 5*10-2 Гн Запишем формулы емкостного и индуктивного сопротивлений: По условию задачи они равны: Отсюда находим частоту:

Решение задач на расчет цепей Из решения данной задачи можно сделать важный вывод ! В задаче мы выяснили, что равенство индуктивного и емкостного сопротивлений достигается на частоте: С другой стороны резонансная частота колебательного контура вычисляется по формуле: Мы видим, что формулы совершенно одинаковы ! ВЫВОД : Резонанс в LC цепи (колебательном контуре) достигается при равенстве емкостного и индуктивного сопротивления цепи

Решение задач на расчет цепей Задача 5: Конденсатор включен в цепь переменного тока стандартной частоты с напряжением 220 В. Какова емкость конденсатора, если сила тока в цепи 2,5 А. I = 2,5 A С — ? Дано: Решение: U = 220 В  = 50 Гц Емкость конденсатора можно найти, используя формулу емкостного сопротивления: Емкостное сопротивление найдем по закону Ома: Тогда емкость конденсатора: Ответ: Емкость конденсатора 36 мкФ

Решение задач на расчет цепей Задача 6: Цепь питается от генератора тока регулируемой частоты. При некоторой частоте лампы Л1 и Л2 горят одинаково. Как изменится накал ламп, если частоту увеличить? Уменьшить?

Л1 Л2 Пояснение: Проанализируйте частотные свойства элементов цепи

Читайте также:  Напряжение которое выдерживает человек

Решение задач на расчет цепей Задача 7: В цепь напряжением 220 В стандартной частоты включен конденсатор емкостью 5 мкФ. Запишите уравнения напряжений и токов в конденсаторе С = 5 мкФ U(t) — ? Дано: Решение: U = 220 В  = 50 Гц В случае емкостного сопротивления токи и напряжения в цепи описываются следующими формулами: I(t) — ? 5*10-6 Ф Си Ток опережает напряжение на Чтобы записать уравнение для напряжения необходимо найти Um и  Тогда уравнение изменения напряжения будет иметь вид:

Решение задач на расчет цепей Для записи уравнения для тока необходимо вычислить Im Тогда уравнения для тока будет иметь вид: Ответ: Напряжение и ток на конденсаторе будут изменяться по законам:

Решение задач на расчет цепей Задачи для самостоятельного решения: Как изменится сила тока, протекающего через конденсатор при уменьшении частоты тока в 3 раза Катушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока равна 2,5 А. Какова индуктивность катушки? В цепь переменного тока включены последовательно конденсатор, катушка без сердечника и лампа накаливания. При постепенном введении сердечника лампа сначала горит все ярче, а затем накал нити начинает уменьшаться. Почему?

  • Свидетельство каждому участнику
  • Скидка на курсы для всех участников

Логотип

Логотип

  • 16 предметов
  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные наградные документы для учеников и учителей

Розыгрыш ЦЕННЫХ ПРИЗОВ среди ВСЕХ участников

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-1357544

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Параметры переменного напряжения

Содержание

  1. Среднее значение напряжения
  2. Средневыпрямленное значение напряжения
  3. Среднеквадратичное значение напряжения
  4. Как измерить среднеквадратичное значение напряжения

Как вы помните из предыдущей статьи, переменное напряжение – это напряжение, которое меняется со временем. Оно может меняться с каким-то периодом, а может быть хаотичным. Но не стоит также забывать, что и переменное напряжение обладает своими особенными параметрами.

Среднее значение напряжения

Среднее значение переменного напряжения Uср – это, грубо говоря, площадь под осциллограммой относительно нуля за какой-то промежуток времени. Чтобы это понять, давайте рассмотрим вот такую осциллограмму.

Например,чему равняется среднее значение напряжения за эти два полупериода? В данном случае ноль вольт. Почему так? Площади S1 и S2 равны. Но все дело в том, что площадь S2 берется со знаком “минус”. А так как площади равны, то в сумме они дают ноль: S1+(-S2)=S1-S2=0. Для бесконечного по времени синусоидального сигнала среднее значение напряжения также равняется нулю.

Читайте также:  Плавает напряжение генератора приора

То же самое касается и других сигналов, например, двухполярного меандра. Меандр – это прямоугольный сигнал, у которого длительности паузы и импульса равны. В этом случае его среднее напряжение также будет равняться нулю.

Средневыпрямленное значение напряжения

Чаще всего используют средневыпрямленное значение напряжения Uср. выпр. То есть площадь сигнала, которая “пробивает пол” берут не с отрицательным знаком, а с положительным.

средневыпрямленное значение напряжения будет уже равняться не нулю, а S1+S2=2S1=2S2. Здесь мы суммируем площади, независимо от того, с каким они знаком.

На практике средневыпрямленное значение напряжения получить легко, использовав диодный мост. После выпрямления синусоидального сигнала, график будет выглядеть вот так:

Для того, чтобы примерно узнать, чему равняется средневыпрямленное напряжение, достаточно узнать максимальную амплитуду синусоидального сигнала Umax и сосчитать ее по формуле:

Среднеквадратичное значение напряжения

Чаще всего используют среднеквадратичное значение напряжения или его еще по-другому называют действующим. В литературе обозначается просто буквой U. Чтобы его вычислить, тут уже простым графиком не отделаешься. Среднеквадратичное значение – это значение постоянного напряжения, который, проходя через нагрузку (скажем, лампу накаливания), выделяет за тот же промежуток времени такое же количество мощности, какое выделит в этой нагрузке переменное напряжение. В английском языке среднеквадратичное напряжение обозначается так: RMS (rms) – root mean square.

Связь между амплитудным и среднеквадратическим значением устанавливается через коэффициент амплитуды K a:

Вот некоторые значения коэффициента амплитуды K a для некоторых сигналов переменного напряжения:

Более точные значения 1,41 и 1,73 – это √2 и √3 соответственно.

Как измерить среднеквадратичное значение напряжения

Для правильного замера среднеквадратического значения напряжения у нас должен быть мультиметр с логотипом T-RMS. RMS – как вы уже знаете – это среднеквадратическое значение. А что за буква “T” впереди? Думаю, вы помните, как раньше была мода на одно словечко: “тру”. “Она вся такая тру…”, “Ты тру или не тру?” и тд. Тру (true) – с англ. правильный, верный.

Так вот, T-RMS расшифровывается как True RMS – “правильное среднеквадратическое значение”. Мои токоизмерительные клещи могут замерять этот параметр без труда, так как на них есть логотип “T-RMS”.

Проведем небольшой опыт. Давайте соберем вот такую схемку:

Выставим на моем китайском генераторе частоты треугольный сигнал с частотой, ну скажем, 100 Герц

А вот осциллограмма этого сигнала. Внизу, в красной рамке, можно посмотреть его параметры

И теперь вопрос: чему будет равно среднеквадратическое напряжение этого сигнала?

Так как один квадратик у нас равняется 1 Вольт (мы это видим внизу осциллограммы в красной рамке), то получается, что амплитуда Umax этого треугольного сигнала равняется 4 Вольта. Для того, чтобы рассчитать среднеквадратическое напряжение, мы воспользуемся формулой:

Итак, смотрим нашу табличку и находим интересующий нас сигнал:

Для нас не важно, пробивает ли сигнал “пол” или нет, главное, чтобы сохранялась форма сигнала. Видим, что наш коэффициент амплитуды K a= 1,73.

Подставляем его в формулу и вычисляем среднеквадратическое значение нашего треугольного сигнала

Проверяем нашим прибором, так ли оно на самом деле?

Читайте также:  Вольтметр измерение отношения напряжений

Супер! И в правду Тrue RMS.

Замеряем это же самое напряжение с помощью моего китайского мультиметра

Он меня обманул :-(. Он умеет измерять только среднеквадратическое значение синусоидального сигнала, а у нас сигнал треугольный.

Самый интересный сигнал в плане расчетов – это двуполярный меандр, ну тот есть тот, который “пробивает пол”.

Его амплитудное Umax, средневыпрямленное Uср.выпр. и среднеквадратичное напряжение U равняется одному и тому же значению. В данном случае это 1 Вольт.

Вот вам небольшая картинка, чтобы не путаться

  • Сред. – средневыпрямленное значение сигнала. Это и есть площадь под кривой
  • СКЗ – среднеквадратичное напряжение. Как мы видим, для синусоидальных сигналов, оно будет больше, чем средневыпрямленное.
  • Пик. – амплитудное значение сигнала
  • Пик-пик. – размах или двойная амплитаду. Или иначе, амплитуда от пика до пика.

Так что же все-таки показывает мультиметр при измерении переменного напряжения? Показывает он НЕ амплитудное, НЕ среднее и НЕ среднее выпрямленное напряжение, а среднее квадратическое, то есть действующее напряжение! Об этом всегда помним.

Источник



Задача 1: Определить амплитудное значение напряжения квартирной

Задача 1: Определить амплитудное значение напряжения квартирной электропроводки. Дано: Решение: Uд = 220 В. Um = ? Ответ: Амплитудное значение напряжения равно 311 В. Решение задач на расчет цепей.

Слайд 4 из презентации «R,C,L в цепи переменного тока»

Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «R,C,L в цепи переменного тока.ppt» можно в zip-архиве размером 401 КБ.

Переменный ток

«Трансформатор напряжения» — Принцип действия трансформатора. Трансформатор. Период. Коэффициент трансформации. Физический прибор. Условная схема высоковольтной линии передачи. Передача электроэнергии. Уравнение мгновенного значения силы тока. Изобретатель трансформатора. Напряжение. Проверь себя. Устройство трансформатора. Генератор переменного тока.

«Трансформатор, передача электроэнергии» — Тест. Ход урока. Проверь себя. Цель урока. Что такое генератор. Передача электроэнергии. Устройство трансформатора. Трансформатор. Павел Николаевич Яблочков. Почему гудит трансформатор. Коэффициент трансформации. Устройство для преобразования переменного тока. Условная схема высоковольтной линии передачи.

«Переменный ток» — Переменный ток. Генератор переменного тока. ЭЗ 25.1 Получение переменного тока при вращении катушки в магнитном поле. Переменным током называется электрический ток, изменяющийся во времени по модулю и направлению. Определение.

«График переменного тока» — Работа с графиком. Обобщение знаний. Какой из графиков на слайде можно назвать гармоническим. Цепи синусоидального тока. Графики зависимости напряжения и силы тока от времени. Никола Тесла. Схема генератора. Основные понятия переменного тока. Изобретатель. Что называется электрическим током. Переменный ток.

«Уравнения трансформаторов» — Уравнения для идеального трансформатора. Материал магнитной системы. Трансформаторы. Режимы работы трансформатора. Принципы соединения обмоток. Измерительные трансформаторы тока. Сдвиг фаз. Группы соединений однофазных трансформаторов. Электротехника и электроника. Непрерывные обмотки. Виды трансформаторов.

«Генераторы электрических сигналов» — Транзистор TR1. Генератор. Пилообразное напряжение. Амплитудная модуляция. Реализация ГЛИН. Токостабилизирующий двухполюсник. Генераторы электрических сигналов. Режимы работы. Принцип действия. Реализация генератора. ГЛИН с токостабилизирующим двухполюсником. Условие возникновения автоколебаний. Виды и назначение модуляции.

Всего в теме «Переменный ток» 22 презентации

Источник