найдите ёмкостное сопротивление участка цепи переменного тока частотой…

Ответы

25. 09.19

Михаил Александров Читать ответы

Андрей Андреевич Читать ответы

Eleonora Gabrielyan Читать ответы

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука

Похожие вопросы

Найдите координаты вектора ав если а(5 -1 3) b (2, -2, 4)

не могу открыть нужную ссылку на sap-pe1. gvc.oao.rzd:53000/irj/portal

Решено

Из одного и того же места начали равноускоренно двигаться в одном направлении две точки, причем вторая начала свое движение через 4 с после первой.

школьники трёх классов помогали в уборке картофеля один класс собрал 230 кг картофеля другой на 20 кг больше чем первый но оба класса собрали вместе…

tga-? Если sina=-5/корень 26 и a пренадлежит (pi;3pi/2)

Пользуйтесь нашим приложением

Емкостное и индуктивное сопротивления в цепи переменного тока.

Тема урока: Емкостное и индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель образовательная: сформировать понятие о реактивном сопротивлении в цепи переменного тока, выяснить причины его появления.

Цель развивающая: учить рассчитывать параметры простейших цепей переменного тока.

Используемые образовательные технологии :информационная (работа с обучающей программой, исследовательская деятельность), коммуникативно-ориентированная (дифференцированный подход, создание проблемной ситуации, рефлексия), здоровьесберегающая ( своевременное чередование различных видов деятельности учащихся, решение задач направленных на сохранение жизни и здоровья в чрезвычайных ситуациях, создание благоприятного эмоционально-психологического климата во время урока, проветривание кабинета перед уроком)

Оборудование: компьютер, экран, проектор, программа «Начала электроники», карточки с задачами,

План урока:

1. Орг. момент. – 1 мин.

2. Актуализация ранее полученных знаний — 5 мин.

3. Изучение нового материала — 25 мин.

4. Закрепление изученного материала – 5 мин.

5. Проверка усвоения изученного материала – 7мин

6. Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы — 2мин.

Ход урока:

Актуализация ранее полученных знаний. – 5 мин.

1. Что называют переменным электрическим током? (незатухающие электромагнитные колебания, возникающие под действием внешней периодически изменяющейся ЭДС)

2. Как создать переменный электрический ток? (переменное напряжение создается генераторами на электростанциях)

3. Как вы представляете себе простейшую модель генератора? (проволочная рамка, вращающаяся в постоянном однородном магнитном поле)

4. Напряжение меняется с частотой  по закону косинуса. Как найти мгновенное значение силы тока в любой момент времени? (i=I_msin(t+))

5. Какое сопротивление называют активным? (электрическое сопротивление, вычисляемое по формуле R=l/S)

6. Почему его называют активным? (при наличии нагрузки, обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию: электрическая энергия преобразуется во внутреннюю)

7. Как связаны сила переменного тока и напряжение в цепи с резистором? (мгновенное значение силы тока пропорционально мгновенному значению напряжения и совпадает по фазе)

8. Что называется действующим значением силы тока? (действующее значение силы тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за это же время?)

9. Как вычислить действующее значение силы тока и напряжения? (I=I_m/ 2 U=U_m/ 2 )

Изучение нового материала:

Создание проблемной ситуации – 3 мин

Вопрос классу: Может ли в цепи существовать постоянный ток, если в неё включен конденсатор?

Примерный ответ: Нет, так как конденсатор размыкает электрическую цепь.

Может ли в цепи существовать переменный ток, если в неё включен конденсатор?

Может, так как переменный ток — это электромагнитные колебания, возникающие при разрядке и зарядке конденсатора.

Как вы считаете, будет ли конденсатор оказывать сопротивление электрическому току? Давайте попробуем предположить, от каких величин оно должно зависеть. Предполагают: от ёмкости конденсатора и от частоты переменного тока.

Исследуем, как именно зависит ёмкостное сопротивление от ёмкости конденсатора и от частоты переменного тока.

Учащиеся работают в группах (парами или по 3 человека) за компьютерами. – (7 мин исследовательская деятельность по группам)

1. Запустите программу

2. Соберите электрическую цепь: последовательно источник переменного тока, конденсатор, лампочка, ключ.

3. Задайте первоначальные значения для источника: напряжение 220 В, частота 50 Гц; для лампочки: напряжение 220 В, мощность 100 Вт; для конденсатора напряжение 400 В, ёмкость 10 мкФ.

4. Замкните цепь. Пронаблюдайте яркость лампочки.

5. Не меняя значения частоты переменного тока, увеличьте ёмкость конденсатора в 2 раза Как изменилась яркость лампочки? Сделайте вывод, как изменилось сопротивление конденсатора.

6. Повторите эксперимент, уменьшив ёмкость конденсатора в 2 раза от первоначального

7. Не меняя значения ёмкости конденсатора аналогично исследуйте зависимость сопротивления от частоты переменного тока.

8. Объясните полученный результат.

9. Выведите формулу, по которой вычисляют емкостное сопротивление.

Далее следует обсуждение результатов. Выступают представители нескольких групп и результаты обобщаются. – 5 мин

Чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд на обкладках накапливается и больший ток перезарядки возникает, следовательно (согласно закону Ома), сопротивление меньше.

Вывод: зависимость между емкостью конденсатора и ёмкостным сопротивлением обратно пропорциональная.

Чем больше частота переменного тока (меньше период), тем за более короткое время заряд будет проходить по проводам, следовательно сила тока больше, сопротивление меньше.

Вывод: зависимость между частотой переменного тока и ёмкостным сопротивлением обратно пропорциональная.

Формула: X_c=1/C

Выведем эту формулу теоретически (слайд №1) — 3 мин

u=U_mcost u= q/C

q/C=U_mcost

q=CU_mcost

i= q= -CU_msint= CU_mcos(t+/2)

I_m= U_mC I_m=U_m/X_c X_c=1/C

Вывод: колебания силы тока опережают колебания напряжения на конденсаторе на /2. Это означает, когда конденсатор разряжен (u=0) и начинает заряжаться, сила тока в цепи максимальна.

Причины появления ёмкостного сопротивления: изменению переменного тока в любое мгновение противодействует электрическое поле между обкладками конденсатора.

Мы выяснили, что конденсатор, включенный в электрическую цепь оказывает сопротивление переменному току. Как вы считаете, если включить в электрическую цепь катушку индуктивности, то она будет оказывать сопротивление переменному току?

Предполагаемый ответ: Да, будет. Объясняется явлением самоиндукции. При нарастании электрического поля вихревое поле тормозит движение электронов.

Задание: Предположить, от каких величин зависит индуктивное сопротивление. Собрать схему. Провести эксперимент (по аналогии с ёмкостным сопротивлением). Вывести формулу, по которой вычисляют индуктивное сопротивление. (5 минут исследовательская деятельность по группам)

Далее следует обсуждение результатов. Выступают представители нескольких групп и результаты обобщаются. – 3 мин

Вывод: Индуктивное сопротивление зависит от индуктивности катушки и от частоты переменного тока. Обе зависимости прямо пропорциональны. Формула: X_L=L.

Закрепление изученного материала.

Решение задачи №976.(задачник Рымкевич А.П)

Конденсатор включен в цепь переменного тока стандартной частоты. Напряжение в сети 220 В. Сила тока в цепи 2,5 А. Какова емкость конденсатора?

Как можно найти емкость конденсатора? Из формулы для расчета емкостного сопротивления: X_c=1/C  С=1/X_c (слайд №2).

Как можно найти емкостное сопротивление? Из закона Ома: I=U/X_c;

X_c= U/ I=220В/2,5А=88 Ом. (слайд №3).

Как найти циклическую частоту?

= 2  С=1/(2 X_c)=1/( 2·50 Гц·88 Ом)=3,6·10^-5 Ф=36 мкФ (слайд №4).

Проверка усвоения изученного материала

Закройте тетради. Возьмите листочки. Работа по вариантам. (слайд №5).

I вариант

1. Катушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока стандартной частоты. Сила тока в цепи 2 А. Определить напряжение на катушке, если её индуктивность 0,2Гн.

2. Как изменится емкостное сопротивление воздушного конденсатора, если пространство между пластинами заполнить диэлектриком ε=2?

II вариант

1. Катушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока стандартной частоты. Напряжение на катушке 120В. Определить силу тока в катушке, если её индуктивность 0,3Гн.

2. Как изменится емкостное сопротивление воздушного конденсатора, если расстояние между пластинами увеличить в 2 раза?

Подведение итогов.

Сегодня на уроке мы узнали, что в цепи переменного тока( в отличие от цепи постоянного тока), кроме активного существует индуктивное и емкостное сопротивления. Выяснили причины их появления. Получили формулы для их вычисления.

Особенно активно и с высоким качеством сегодня работали (объявляются фамилии). Оценки получают (фамилии).

Инструктаж по выполнению домашней работы

Вывести теоретически формулу для расчета индуктивного сопротивления. (разобрать вывод в §34), №979. Дополнительно для желающих — №977,981 (качественные задачи).

Всем спасибо! Урок закончен. До свидания.

Калькулятор емкости, толщины или импеданса покрытия.

		РЕСУРСЫ > EIS > ЕМКОСТЬ ПОКРЫТИЯ Для этого калькулятора требуется JavaScript , но ваш браузер его не поддерживает или скрипты отключены! Загрузите последнюю версию Интернета Explorer или Firefox прямо сейчас! Эту форму можно использовать для расчета толщины покрытия, диэлектрических постоянная или емкость, если известны две другие переменные. Выбирать свойство, которое вы хотите оценить, и введите или измените информацию о покрытии. Нажмите [Рассчитать] для обновления значения выбранного свойства. Найти покрытие выберите свойство… ТолщинаДиэлектрическая постояннаяЕмкость Введите информацию о покрытии: Толщина 92 Использует JavaScript. У вас должен быть браузер с поддержкой JavaScript и включена поддержка сценариев.
Дом Что нового? Электрохимия Ресурсы СОДЕРЖАНИЕ Книжный магазин СОДЕРЖАНИЕ Поиск Свяжитесь с нами! Расскажите нам! Насколько полезной была эта информация?

		Уравнение, используемое в этом калькуляторе:       где            C = емкость (фарад)           A = площадь (м 2 )           d = покрытие толщина (м)            = диэлектрик константа             = 8,854 x 10 -12 Ф/м (ссылка) Подробнее О EIS  Полезен ли вам этот калькулятор? Обвенчались нравится знать !
		© Copyright 2001-2009 Исследовательские решения и ресурсы ООО. Все права защищены.

Комбинация конденсаторов | bartleby

Что такое комбинация конденсаторов?

Конденсаторы представляют собой электрические устройства, накапливающие энергию. Они хранят эту энергию в виде электрического заряда. Конденсаторы – это устройства, препятствующие изменению напряжения. Единицей емкости в СИ является фарад (Ф). Один фарад описывается как один кулон на вольт. Конденсатор состоит из двух электрических проводников, называемых пластинами, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга. Пространство между этими пластинами конденсатора может быть либо вакуумным, либо заполненным изолирующим материалом, называемым диэлектриком. Диэлектрик является плохим проводником тепла и электричества, в нем нет свободных электронов, что может привести к образованию пути тока или нагреву устройства. Практически никакой ток не может проходить через диэлектрик. Примерами диэлектрических материалов являются стекло, бумага, трансформаторное масло и т. д.

Факторы, определяющие емкость

Некоторые факторы в значительной степени определяют емкость. Эти коэффициенты: —

• Площадь поверхности пластин конденсатора — Чем больше будет площадь поверхности, тем больше будет значение емкости.
• Типы диэлектриков, используемых между пластинами — диэлектрики являются плохими проводниками тепла и электричества.
• Расстояние между пластинами конденсатора

Конденсаторы широко используются в качестве накопителей энергии, а также для коррекции коэффициента мощности. Они используются там, где мы хотим, чтобы только переменный ток проходил и блокировал постоянный ток. Конденсаторы подключены ко многим устройствам и оборудованию, которые мы используем ежедневно. Они присутствуют в наших смартфонах, электромобилях, электрических потолочных вентиляторах. Конденсаторы помогают запустить вентилятор, а также помогают ему двигаться. Очень важный момент, который мы должны иметь в виду в отношении конденсаторов, заключается в том, что конденсаторы пропускают ток только тогда, когда он заряжается или разряжается.

В электрической цепи можно установить более одного конденсатора в зависимости от требований. Когда в цепь подключен один конденсатор, расчеты несложны. Но когда подключено более одного конденсатора, в первую очередь нам нужно найти эквивалентную емкость или полную емкость, и только тогда мы можем приступить к нашим расчетам дальше. Для любого конденсатора емкость связана с зарядом и напряжением.

Когда вторая пластина первого конденсатора соединена с первой пластиной второго конденсатора, говорят, что эти два конденсатора соединены последовательно. В этом типе соединения напряжение, развиваемое на каждом конденсаторе, различно, но распределение заряда одинаково. Таким же образом можно расположить более двух конденсаторов. Когда эти конденсаторы подключены к аккумулятору, они имеют одинаковый заряд.

Многие конденсаторы, соединенные последовательно, решаются так, чтобы они были эквивалентны одному конденсатору, емкость которого всегда меньше, чем наименьший конденсатор в последовательной сети. Заряд эквивалентного конденсатора будет таким же, как заряд каждого конденсатора в последовательном соединении. Соединение конденсаторов последовательно аналогично увеличению расстояния между обкладками конденсатора. Они оба имеют одинаковый эффект.

Второй случай, когда конденсаторы соединены параллельно. В этом случае общая емкость представляет собой сумму отдельных емкостей конденсаторов, соединенных параллельно. Параллельное соединение конденсаторов аналогично увеличению площади пластин конденсатора. Они оба имеют одинаковый эффект.

Соединение конденсаторов

Соединение конденсаторов в цепи можно осуществить двумя способами.

• Серийный
• Параллельный
• Комбинация последовательного и параллельного

При последовательном соединении конденсаторы соединены таким образом, что общее распределение заряда на каждом конденсаторе будет одинаковым, а падение напряжения на каждом конденсаторе будет разным.

При параллельном соединении отдельные конденсаторы соединены так, что падение напряжения на каждом конденсаторе одинаково, а общее распределение заряда на каждом конденсаторе различно.

В комбинированной схеме, в которой конденсаторы соединены как последовательно, так и параллельно, сначала нам нужно определить, какие все конденсаторы соединены последовательно, а какие — параллельно, а затем вычислить их эквивалентную емкость. Находим эквивалентную емкость для последовательно и параллельно соединенных конденсаторов по отдельности и дальше решаем так, чтобы в цепи остался только один конденсатор, номинал которого эквивалентен всем конденсаторам, включенным в эту самую цепь.

CC BY SA-3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org/wiki | Омегатрон CC BY SA-3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org/wiki | Omegatron

Нахождение эквивалентной емкости

Когда в электрическую цепь включено более одного конденсатора, вычисляется эквивалентная емкость или общая емкость. Эквивалентная или общая емкость означает общую емкость всех конденсаторов, соединенных последовательно или параллельно. Все конденсаторы в цепи можно заменить одним эквивалентным конденсатором для дальнейших расчетов и упрощения схемы.

Для эквивалентной емкости в случае последовательного сочетания

1Cэквивалент=1C1+1C1……..+1Cn             ……………….(1)

, где n — общее количество последовательно соединенных конденсаторов.

Для эквивалентной емкости в случае параллельного соединения

Cэквивалент=C1+C2+C3+………+Cn       ………………. (2)

, где n — общее количество подключенных конденсаторов.

В случае параллельной комбинации конденсаторов отдельные емкости складываются, чтобы получить общую емкость или эквивалентную емкость. Здесь напряжение на каждом конденсаторе одинаково, но распределение заряда на каждом конденсаторе различно.

При наличии в электрической цепи одного конденсатора учитывается индивидуальная емкость. Когда присутствует более одного конденсатора, мы принимаем во внимание общую емкость или эквивалентную емкость.

Решение комбинации конденсаторов

Когда в электрической цепи присутствует один конденсатор, решить схему несложно. Мы можем решить для заряда или напряжения, используя формулу Q = CV, где Q — заряд, C — емкость, а V — напряжение.

Но когда в цепи присутствует более одного конденсатора, первым шагом к решению этой цепи является определение общей емкости или эквивалентной емкости, а затем определение Q, V или I.

Эквивалентную емкость можно вычислить по формуле приведено выше. Разберемся, как решить комбинацию конденсаторов на примере.

Использование конденсаторов

Существует несколько применений комбинации конденсаторов. В основном комбинация конденсаторов выполняется там, где подключено несколько конденсаторов, и нам нужно провести исследование схемы, чтобы найти напряжение, ток или заряд.

Очень удобно быстро и точно находить значения. Когда мы хотим вычислить энергию, хранящуюся в конденсаторах, нам нужно найти эквивалентную емкость.

Чтобы упростить громоздкую схему, в которой несколько конденсаторов соединены последовательно, а также параллельно, этот метод очень удобен, когда мы упрощаем схему, и вычисления становятся намного проще.

Контекст и применение

Эта тема важна для профессиональных экзаменов как для бакалавров, так и для выпускников, особенно для

• Бакалавр технологии (электротехника и электроника)
• Магистр технологии (электротехника и электроника)
• Бакалавр физики

Практическая задача s

В1: Если пять различных комбинаций конденсаторов соединены параллельно, какое у них будет падение напряжения?

1. То же
2. разные
3. не связаны с конденсаторами
4. обратно пропорциональны емкости

Ответ: (a) Если четыре различных конденсатора соединены параллельно, падение напряжения на каждом конденсаторе будет одинаковым.

Q2: Если последовательно соединить три конденсатора, каков будет их заряд?

1. разные
2. одинаковые
3. не имеют отношения к емкости
4. бесконечное накопление заряда

Ответ: (b) Если три различных конденсатора соединены последовательно, заряд, накопленный на каждом конденсаторе, будет одинаковым. Все конденсаторы будут иметь одинаковое распределение заряда.

В3: Если два конденсатора емкостью 5 Ф и 2 Ф соединены параллельно, какой будет эквивалентная емкость?

1. 107 F
2. 7 F
3. 10 F
4. 5 F

Ответ: (b) Формула для эквивалентной емкости в случае параллельной комбинации двух конденсаторов, скажем, C1 и C2, будет: C1+C2=5F+2F=7F

Следовательно, нашим правильным ответом будет 7 F.

Q4: Два конденсатора с емкостью 2 F и 6 F соединены последовательно. Какой будет эквивалентная емкость?

1. 1,5 F
2. 2,3 F
3. 3,2 F
4. 6 F

+16=812, следовательно, Ceq=1,5F

В5. Как ведет себя эффективная емкость двух или более одинаковых конденсаторов при последовательном соединении?

1. остается прежним
2. увеличивается
3. уменьшается
4. ничего не могу сказать

Ответ: (c) При последовательном соединении одинаковых конденсаторов эффективная емкость уменьшается. Это можно увидеть по формуле 1Ceq=1C+1C…..до n членов   →   Ceq=Cn. Следовательно, правильный вариант (с).

Формулы

• Эквивалентная емкость при последовательном соединении определяется как

1Ceq=1C1+1C2…..+1Cn

Ceq=C1+C2+C2+………+Cn

 

• Combination of resistors
• Kirchhoff’s voltage law
• Kirchhoff’s current law
• Ohm’s law
• Voltage and current
• Coulomb’s law
• S.I units

We’ve got you covered with step-by-step решения миллионов задач из учебников, эксперты в любой области готовы круглосуточно и без выходных, когда вы в тупике, и многое другое.