Site Loader

Содержание

Учим физику. 11 класс. Урок 30

№ нужного урока

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80,
Домашнее задание  35

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Здравствуйте!

Я, Людмила Анатольевна Фирмаль, бывший преподаватель математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института со стажем работы более 17 лет. На данный момент занимаюсь онлайн обучением и помощью по любыми предметам. У меня своя команда грамотных, сильных бывших преподавателей ВУЗов. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно: она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.

Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.

Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.


Моё видео:


Как вы работаете?

Вам нужно написать сообщение в WhatsApp . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.

Сколько может стоить заказ?

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.


Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.

Теперь напишите мне в Whatsapp или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.

Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

















Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.

В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности


цепь переменного тока частотой

цепь переменного тока частотой


Задача 13728

В цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц включена катушка длиной l = 20 см и диаметром d = 5 см, содержащая N = 500 витков медного провода площадью поперечного сечения S = 0,6 мм2. Определите, какая доля полного сопротивления катушки приходится на реактивное сопротивление. Удельное сопротивление меди ρ = 17 нОм·м.


Задача 13729

В цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц включена катушка длиной l = 30 см и площадью поперечного сечения S = 10 см2, содержащая N = 1000 витков. Определите активное сопротивление катушки, если известно, что сдвиг фаз φ между напряжением и током составляет 30°.


Задача 13734

В цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом и конденсате емкостью С = 22 мкФ. Определите, какая доля напряжения, приложенного к этой цепи, приходится на падение напряжения на конденсаторе.


Задача 13735

В цепь переменного тока с частотой ν = 50 Гц и действующим значением напряжения U = 300 В последовательно включены конденсатор, резистор сопротивлением R = 50 Ом и катушка индуктивностью L = 0,1 Гн. Падения напряжения U1:U2 = 1:2. Определите: 1) емкость конденсатора; 2) действующее значение силы тока.


Задача 13737

В цепи переменного тока с частотой ω = 314 рад/с вольтметр показывает нуль при L = 0,2 Гн. Определите емкость конденсатора.


Задача 13738

В цепи переменного тока с частотой ν = 50 Гц вольтметр показывает нуль при значении С = 20 мкФ. Определите индуктивность катушки.


Задача 60342

Катушка индуктивности, сопротивление которой R = 12 Ом, включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. Сдвиг фазы между колебаниями тока и напряжения на катушке φ = 60. Определить индуктивность катушки.


Задача 60467

Определите индуктивность катушки, сопротивление которой в цепи переменного тока частотой 50 Гц равно 20 Ом.


Задача 60599

Емкостное сопротивление конденсатора в цепи переменного тока частотой 50 Гц равно ХС = 5 Ом. Какова его емкость?


Задача 60609

В цепь переменного тока с частотой 4 Гц включена катушка индуктивностью 0,001 Гн. Какой емкости конденсатор надо включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс?


Задача 15593

Конденсатор емкостью С = 20 мкФ и резистор, сопротивление которого R = 150 Ом, включены последовательно в цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц. Какую часть напряжения U, приложенного к этой цепи, составляют падения напряжения на конденсаторе UC и на резисторе UR?


Задача 15597

Конденсатор емкостью С = 1 мкФ и резистор с сопротивлением R = 3 кОм включены в цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц. Найти полное сопротивление Z цепи, если конденсатор и резистор включены: а) последовательно; б) параллельно.


Задача 16466

В цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом и конденсатор емкостью С = 22 мкФ. Определить отношение амплитуды колебания напряжения на конденсаторе UCm к амплитуде колебания напряжения Um, приложенного к цепи.


Задача 16567

Конденсатор емкостью в C = 20 мкФ и реостат, активное сопротивление которого равно R = 80,0 Ом, включены последовательно в цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц. Какую часть напряжения, приложенного к этой цепи, составляет падение напряжения: 1) на конденсаторе; 2) на реостате?


Задача 17202

Катушка длиной l = 25 см и радиусом r = 2 см имеет обмотку из N = 1000 витков медного провода площадью поперечного сечения S = 1 мм2. Катушка включена в цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц. Какую часть полного сопротивления катушки составляет: 1) активное сопротивление, 2) индуктивное сопротивление?


Задача 17748

В цепь переменного тока с частотой 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением 100 Ом и конденсатор емкостью 22 мкФ. Определите, какая доля напряжения, приложенного к цепи, приходится на падение конденсатора и на резисторе.


Задача 20787

Реостат, активное сопротивление которого равно R = 90 Ом, и катушка индуктивностью L = 0,19 Гн включены последовательно в цепь переменного тока частотой ν = 50 Гц. Какую часть напряжения, приложенного к этой цепи, составляет падение напряжения: 1) на катушке. 2) на реостате? Oтвет: 1) 0,56; 2) 0,83.


Ёмкостное сопротивление. Индуктивное сопротивление

Физика – какая ёмкость слова,

Физика для нас не просто звук,

Физика – опора и основа,

Всех без исключения наук!

Задача 1. В цепи переменного тока с частотой 50 Гц при напряжении 220 В возникает сила тока 4 А. Известно, что в эту цепь включена катушка с ничтожно малым активным сопротивлением. Какова индуктивность катушки?

ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Циклическую частоту можно рассчитать по выражению

Запишем закон Ома для участка цепи

Приравняем две последних формулы для расчёта индуктивного сопротивления и выразим индуктивность катушки

Ответ: 175 мГн.

Задача 2. . При увеличении частоты от 50 Гц до 60 Гц, ёмкостное сопротивление конденсатора с постоянной ёмкостью уменьшилось на 10 Ом.  Найдите электроёмкость конденсатора.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

Циклическую частоту можно определить по выражению

Тогда ёмкостное сопротивление

Применим данную формулу для двух значений частоты

Изменение ёмкостного сопротивления конденсатора определяется по формуле

Тогда электроёмкость конденсатора

Ответ: 53 мкФ.

Задача 3. Известно, что через катушку, включенную в цепь переменного тока с частотой 200 Гц, проходит ток не более 3 А. Найдите напряжение на катушке, в момент времени t = 0,2 мс, если в начальный момент времени оно максимально. Индуктивность катушки равна 5 мГн.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

Из закона Ома для участка цепи следует

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Амплитудное напряжение рассчитывается по выражению

Запишем уравнение гармонических колебаний напряжения

Циклическая частота равна

Тогда уравнение гармонических колебаний напряжения будет иметь вид

Тогда в момент времени t = 0,2 мс напряжение будет равно

Ответ: 18,3 В.

Задача 4. Докажите, что если частота переменного тока равна собственной частоте, то по катушке индуктивности и конденсатору будет протекать одинаковый ток, а также на катушке и на конденсаторе будет одинаковое напряжение.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Собственная циклическая частота в колебательном контуре равна

По определению, собственная частота – это частота свободных колебаний (то есть, колебаний при отсутствии активного сопротивления)

Таким образом, имеется два случая: либо катушка и конденсатор подключены параллельно, либо они подключены последовательно. Активное сопротивление отсутствует.

Рассмотрим параллельное соединение

Из закона Ома для участка цепи

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

С учётом двух последних формул и равенства напряжений получаем

Теперь рассмотрим последовательное соединение

При последовательном соединении

Из закона Ома для участка цепи

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

С учётом двух последних формул и равенства силы тока получаем

Доказать

Ответ: доказано.

Учебное пособие для самостоятельной работы студентов и индивидуальные домашние задания по физике часть 2 Вологда


Подборка по базе: Теоретическая механика Контрольные работы.pdf, Meтодическое пособие по ВКР бакалавров (1).pdf, 32-33 основы работы с таблицами.docx, ТП Лаб работы (1).docx, Отчет по практике Технологии социальной работы с семьями, воспит, ТП Лаб работы (1).docx, 6 Физические основы работы электротермометров в медицине.pdf, Титульный лист для практической работы (1).docx, Задания для самостоятельной работы Занятие 5.docx, В процессе работы с семьями находившимися в конфликтной ситуации
1   2   3   4   5   6   7

β ω
0


77 422. Батарея, состоящая из двух конденсаторов емкостью по 2 мкФ каждый, разряжается через катушку индуктивностью 1 мГн и сопротивлением 50 Ом. Возникнут ли при этом колебания, если конденсаторы соединены а) параллельно б) последовательно
423. Какова относительная погрешность, которая будет сделана, если воспользоваться формулой
LC
T
p
2 0
=
для вычисления периода колебаний контура, состоящего из конденсатора емкостью 5.5 нФ и катушки с обмоткой из медной проволоки сечением 0.2 мм Длина катушки 50 см. Диаметр катушки мал по сравнению с ее длиной.
424. Ток холостого хода в первичной обмотке трансформатора, питаемой от сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В, равен 0.2 А. Активное сопротивление первичной обмотки 100 Ом. Определить ее индуктивность.
425. Обмотка катушки сделана из медного провода площадью сечения 1 мм. При какой частоте переменного тока полное сопротивление этой катушки вдвое больше ее активного сопротивления Диаметр катушки 5 см.
426. Цепь переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц состоит из активного сопротивления 10 Ом, емкости 50 мкФ и индуктивности 0.01 Гн, соединенных последовательно. Найти 1) эффективную силу тока вцепи) частоту, при которой в данном контуре наступит резонанс напряжений.
427. Конденсатор емкостью 1 мкФ и реостат с активным сопротивлением 3000 Ом включены последовательно в цепь переменного тока 220 В и частотой 50 Гц. Найти полное сопротивление цепи падение напряжения на активном и емкостном сопротивлениях сдвиг фаз между током и напряжением.
428. Мгновенное значение напряжения дано выражением U=100sin(800πt) (время
– в секундах, напряжение – в вольтах. Найти амплитудное значение напряжения эффективное напряжение частоту период колебаний. Записать выражение для мгновенного значения силы тока, если активное сопротивление контура 25 Ом, емкости и индуктивности нет.
429. В сеть с эффективным напряжением 220 В включены последовательно катушка с индуктивностью 0.16 Гн, активное сопротивление 2 Ом и конденсатор емкостью 64 мкФ. Определить эффективный ток вцепи, если частота его 200 Гц. При какой частоте наступит резонанс напряжений и каковы будут при этом амплитудные значения тока и напряжения на зажимах катушки и конденсатора
430. Конденсатор и электрическая лампочка соединены последовательно и включены в цепь переменного тока с эффективным напряжением 440 В и частотой 50 Гц. Какую емкость должен иметь конденсатор для того, чтобы через лампочку протекал эффективный ток 0.5 А, а падение напряжения на лампочке было равно 110 В
431. Два конденсатора емкостями 0.2 мкФ и 0.1 мкФ включены последовательно в цепь переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Найти силу тока вцепи падение напряжения на каждом конденсаторе.
432. Катушка длиной 50 см и площадью поперечного сечения 10 см включена в цепь переменного тока частотой 50 Гц. Число витков катушки 3000. Найти

активное сопротивление катушки, если сдвиг фаз между током и напряжением равен 60 0
433. В цепь переменного тока с эффективным напряжением 30 В включены последовательно емкость 0.5 мкФ, активное сопротивление 20 Ом и индуктивность 1 мГн. При какой частоте наступит резонанс Определить падение напряжения на каждом участке.
434. В цепь переменного тока частотой 50 Гц включены последовательно емкость
1 мкФ, активное сопротивление 100 Ом и индуктивность 1 Гн. Чему равен сдвиг фаз между током и напряжением на концах всей цепи В какую сторону сдвинута фаза
435. Цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц состоит из активного (10 Ом, емкостного (50 мкФ) и индуктивного (0.01 Гн) сопротивлений, включенных последовательно. Найти 1) эффективный ток
2) частоту переменного тока, при которой наступит резонанс напряжений.
436. В сеть переменного тока напряжением 110 В и частотой 100 Гц последовательно включены конденсатор емкостью 0.5 мкФ, катушка с индуктивностью 0.2 Гни активное сопротивление 4 Ом. Найти 1) силу тока вцепи) резонансную частоту 3) силу тока и напряжение на конденсаторе и катушке при резонансе напряжений.
437. Ртутно-кварцевая лампа ПРК-2 подключается к источнику переменного напряжения с частотой 50 Гц через дроссель, рабочее напряжение на котором
180 В, а эффективная сила тока 4 А. Найти активное сопротивление дросселя, если его индуктивность 0.1 Гн.
438. Определить действующее значение силы тока вцепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора емкостью 2 мкФ, катушки с индуктивностью 0.51 Гни активным сопротивлением 100 Ом, если к цепи подводится переменное напряжение 220 В и частотой 50 Гц. Найти эффективное напряжение на отдельных участках цепи. При какой емкости конденсатора наступил бы резонанс напряжений
439. В цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц включены последовательно конденсатор, активное сопротивление 100 Ом и катушка с индуктивностью 0.7 Гн. Определить емкость конденсатора, если эффективный ток вцепи А. Найти емкость конденсатора, при которой возникнет резонанс напряжений, и силу тока в этом случае.
440. В цепь переменного тока частотой 50 Гц последовательно включены резистор 628 Ом и катушка индуктивности. При этом сдвиг фаз между током и напряжением равен π/4. Найти индуктивность катушки. Какую емкость нужно включить в цепь последовательно, чтобы сдвиг фаз стал равен нулю
441. Какую энергию необходимо подвести к колебательному контуру с логарифмическим декрементом затухания 0.03, чтобы поддерживать в нем незатухающие колебания в течение 1 часа, если контур состоит из конденсатора емкостью 0.05 мкФ и катушки 2 мГн, а максимальный ток в катушке 5 мА


79 442. Катушка с активным сопротивлением 10 Ом и индуктивностью включена в цепь переменного тока с напряжением 127 В и частотой 50 Гц. Найти индуктивность катушки, если катушка поглощает мощность 400 Вт.
443. В цепь переменного тока с эффективным напряжением 220 В подключены последовательно катушка индуктивностью
0.5 Гни активным сопротивлением 10 Ом и конденсатор емкостью 0.5 мкФ. Определить величину эффективного тока и эффективную мощность.
444. Конденсатор емкостью 5 мкФ и активное сопротивление 150 Ом включены последовательно в цепь переменного тока с эффективным напряжением 120 В и частотой 50 Гц. Найти максимальное и эффективное значения силы тока сдвиг фаз между током и напряжением эффективную мощность.
445. В цепь переменного тока частотой 50 Гц включены катушка индуктивности, амперметр и ваттметр. Показания приборов соответственно 120 В, 10 А, 900 Вт. Определить индуктивность катушки, ее активное сопротивление и сдвиг фаз между током и напряжением.
446. Катушка индуктивностью 0.3 Гн с активным сопротивлением 100 Ом включается в цепь переменного тока частотой 50 Гц и эффективным напряжением 127 В. Определить амплитуду тока, сдвиг фаз между током и напряжением и выделяемую вцепи мощность.
447. Конденсатор емкостью 5 мкФ и сопротивление 150 Ом включены последовательно в цепь переменного тока с эффективным напряжением 120 В и частотой 50 Гц. Найти максимальное и эффективное значение силы тока, сдвиг фаз между током и напряжением, а также эффективную мощность.
448. В цепь переменного тока с эффективным напряжением 220 В подключены последовательно катушка с индуктивностью 0.5 Гни активным сопротивлением 10 Ом и конденсатор емкостью 0.5 мкФ. Найти эффективный токи эффективную мощность.
449. Определить эффективное значение силы тока, эффективную мощность и сдвиг фаз между током и напряжением, если сопротивление 150 Ом и конденсатор емкостью 5 мкФ включены последовательно в цепь переменного тока с напряжением 120 В и частотой 50 Гц.
450. Определить логарифмический декремент затухания контура, электроемкость которого 2.2 нФ и индуктивность 150 мкГн, если на поддержание в этом контуре незатухающих колебаний с максимальным напряжением 0.9 В требуется мощность 10 мкВт.

Библиографический список
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики /
В.С.Волькенштейн. – СПб.: Лань, 1999. – 328 с.
2. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике учебное пособие / И.Е.Иродов. – СПб.: Лань, 2001. – 416 с.
3. Савельев, ИВ. Сборник вопросов и задач по общей физике учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений / И.В.Савельев. – М АСТ, 2001. – 318 с.
4. Сахаров, Д.И. Сборник задач по физике для вузов / Д.И.Сахаров. – М Мири Образование, 2003. – 400 с.
5. Чертов, А.Г. Задачник по физике учеб. пособие / А.Г.Чертов, А.А. Воробьев. – е изд, перераб. и доп. – М Высш. школа, 1981. – 496 с.
6. Калашников, Н.П. Основы физики. Упражнения и задачи учеб. пособие для вузов / Н.П.Калашников, МА. Смондырев. – М Дрофа, 2004. – 464 с.
7. Калашников, Н.П. Основы физики учеб. для вузов в 2 т. / Н.П.Калашников,
М.А.Смондырев. — е изд, перераб. – М Дрофа, 2003.
8. Детлаф, А.А. Курс физики учеб. пособие для вузов / А.А. Детлаф, В.М.
Яворский. — М Высш.шк., 1989.- 608 с.
9. Савельев, ИВ. Курс общей физики в 3 т. Т. 2: Электричество / ИВ. Савельев. — М Наука, 1977. — 431 с.
10. Курс физики учеб. для вузов в 2 т. Т. 1 / под ред. В.Н.Лозовского. – СПб.: Лань, 2000. – 576 с.
11. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова.-М.: Высш. шк, 1999.-542 с. СОДЕРЖАНИЕ Требования к оформлению и общие методические указания Раздел I. Электростатика и постоянный ток 1. Закон Кулона Напряженность поля. Теорема Гаусса ……………..…..4 2. Энергия взаимодействия точечных зарядов. Работа в электростатическом поле. Потенциал 3. Поляризация диэлектриков. Проводники. Конденсаторы. Емкость. Энергия электростатического поля 4. Электрический ток. Законы Ома, Кирхгофа и Джоуля-Ленца……….25 Раздел II. Электромагнетизм 5. Магнитное поле 6. Магнитное поле в веществе. Энергия магнитного поля 7. Индуктивность. Явление электромагнитной индукции 8. R-L цепочка. Колебательный контур Библиографический список

1   2   3   4   5   6   7

Средства обучения:

Виды самостоятельной работы:

Решение тренировочных заданий.

Краткая теория

— закон Ома для цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности.

— индуктивное сопротивление, выражается в Омах.

Величина называется ёмкостным сопротивлением, и измеряется в Омах.

— закон Ома для цепи переменного тока, содержащей конденсатор.

— закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное, индуктивное и ёмкостное сопротивления.

— полное сопротивление цепи.

Задания для аудиторной работы

  1. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 1 мкФ и катушки индуктивностью 4 Гн. Амплитуда колебаний заряда на конденсаторе 100 мкКл. Написать уравнения q=q(t), i=i(t), u=u(t). Найти амплитуду колебаний силы тока и напряжения.

  2. Конденсатор ёмкостью 10 мкФ соединён последовательно с дросселем, обладающим индуктивностью 100 мГн. Определить полное сопротивление цепи при частоте протекающего тока 50 Гц, если активное сопротивление катушки 100 Ом.

  3. Трансформатор потребляет ток силой 220А из сети напряжением 6000В. Каков коэффициент мощности , если активная мощность P, потребляемая трансформатором, 1000кВт?

Самостоятельная работа Вариант 1

  1. Какова частота переменного тока, протекающего по виткам катушки, обладающей индуктивностью 0,15 Гн, если её индуктивное сопротивление 942 Ом. Активным сопротивлением пренебречь.

  2. Через конденсатор ёмкостью 104 мкФ проходит переменный ток частотой 500 Гц. Определите ёмкостное сопротивление.

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

  4. В электрическую цепь с активным сопротивлением 50 Ом, индуктивностью 3,98 мГн и ёмкостью 159,2 пФ включён генератор. Напряжение генератора 25 В, а частота тока 200 кГц. Определить индуктивное и ёмкостное сопротивления; силу тока в цепи; индуктивное и ёмкостное падения напряжения. Построить векторную диаграмму.

  5. В цепь переменного тока с частотой 400 Гц включена катушка индуктивностью 0,1 Гн. Конденсатор какой емкости надо включить в цепь, чтобы осуществился резонанс?

Вариант 2

  1. Определить индуктивность катушки с очень малым активным сопротивлением, если её индуктивное сопротивление 125,6 Ом, а частота переменного тока 10000 Гц.

  2. Определить ёмкость конденсатора, если через него проходит ток частотой 50 Гц. Ёмкостное сопротивление 1952 Ом.

  3. Катушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока равна 2,5 А. Какова индуктивность катушки?

  4. Дроссель, активное сопротивление которого 12 Ом, а индуктивность 0,1 Гн, включён под напряжение 100 В при частоте тока 50 Гц. Определить индуктивное сопротивление, полное сопротивление цепи, силу тока в цепи.

  5. В цепь включены конденсатор емкостью 2 мкФ и катушка индуктивностью 0,005 Гн. При какой частоте тока в цепи будет резонанс?

Контрольные вопросы

  1. Какой ток называется переменным?

  2. Какое явление называется электрическим резонансом?

  3. Чему равна мощность в цепи переменного тока?

  4. Запишите закон Ома для цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности.

  5. Запишите закон Ома для цепи переменного тока, содержащей конденсатор.

  6. Запишите формулу полного сопротивления цепи, содержащей резистор, катушку и конденсатор.

Практическая работа № 15

Практическая работа № 16

Решение задач по теме «Электромагнитные волны»

Цель: научиться применять формулы Томсона и длины волны при решении задач.

Место проведения: учебная аудитория.

Методическая разработка к зачёту «Колебания и волны»

Дата: ______________год Подпись: __________

Класс: 11 класс

Предмет: физика

Тема: Зачёт по теме «Колебания и волны»

Цель урока: проверить знания, умения учащихся по теме «Колебания и волны»

Задачи:

Воспитательная: воспитать культуру физического труда; внимательность при объяснении нового материала.

Образовательная: проверить знания, умения учащихся

Развивающая: способствовать развитию мыслительной деятельности.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

— основные понятия, формулы, определения, единицы измерения

Учащиеся должны уметь:

— применять формулы при решении задач, формулировать определения физической величины

Тип урока: комбинированный урок

Программное обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, доска, справочный материал и предлагаемый учителем дополнительный материал.

План:

I Орг. момент

II Устный опрос по прошедшей теме

III Контрольная работа

IV Рефлексия

V Подведение итогов

VI Домашнее задание

Ход урока:

I Орг. момент

II Устный опрос по прошедшей теме (формулы, формулировки, законы.)

III. Работа дана в двух вариантах с решениями.

Для дифференцированного подхода к контролю знаний, умений и навыков учащихся задания систематизированы по уровню сложности: каждое задание содержит три вопроса соответственно первого, второго и третьего уровней, выте­кающие один из другого. Оценка за каждое задание опреде­ляется достижением учащимися соответствующего уровня.

Критерии оценивания.

Оценка «2» — решено 2 задачи уровня «а» и менее

Оценка «3» — решено 2 задачи уровня «б» и менее

Оценка «4» — решено 2 задачи уровня «в» и менее

Оценка «5» — решено 2 задачи уровня «в» и более

1 вариант

1. Колебательный контур радиоприемника состоит из кон­денсатора емкостью 10ОО пФ и катушки индуктивностью 50 мкГн.

а) Чему равен период собственных колебаний в контуре?

б) На какую длину волны настроен данный радиоприем­ник?

в) На сколько и как необходимо изменить емкость конден­сатора для настройки радиоприемника на длину волны 300 м?

2. В сеть переменного тока напряжением 220 В включена катушка индуктивностью 50 мГн.

а) Чему равна частота переменного тока, если сила тока в цепи 1,75 А? (Активным сопротивлением катушки пренеб­речь.)

б) Определите емкость конденсатора, который нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Определите резонансную частоту в цепи, если после­довательно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор.

3. Первичная обмотка понижающего трансформатора со­держит 10 ООО витков и включена в сеть переменного тока напряжением 380 В.

а) Чему равно напряжение во вторичной обмотке, если она состоит из 1000 витков?

б) Сопротивление вторичной обмотки трансформатора 1 Ом, сила тока в ней 3 А. Чему равно напряжение на нагруз­ке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора?

в) Чему равен КПД трансформатора?

2 вариант

1. Открытый колебательный контур излучает радиоволны с длиной волны 300 м.

а) Определите частоту излучаемых волн.

б) Определите индуктивность контура, если его емкость 5000 пФ.

в) На сколько и как нужно изменить индуктивность кон­тура, чтобы излучались радиоволны вдвое большей длины волны?

2- В сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В включен конденсатор емкостью 4 мкФ.

а) Чему равна сила тока в цепи?

б) Определите индуктивность катушки, которую нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Чему будет равна резонансная частота в цепи, если параллельно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор?

3. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 6 В, а на вторичной обмотке 120 В.

а) Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке равна 4 А?

б) Определите напряжение на выходе трансформатора, если его КПД равен 95%.

в) Чему равно сопротивление вторичной обмотки транс­форматора?

Ответы и решение.

1 вариант

1. Колебательный контур радиоприемника состоит из кон­денсатора емкостью 10ОО пФ и катушки индуктивностью 50 мкГн.

а) Чему равен период собственных колебаний в контуре?

б) На какую длину волны настроен данный радиоприем­ник?

в) На сколько и как необходимо изменить емкость конден­сатора для настройки радиоприемника на длину волны 300 м?

2. В сеть переменного тока напряжением 220 В включена катушка индуктивностью 50 мГн.

а) Чему равна частота переменного тока, если сила тока в цепи 1,75 А? (Активным сопротивлением катушки пренеб­речь.)

б) Определите емкость конденсатора, который нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Определите резонансную частоту в цепи, если после­довательно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор.

3. Первичная обмотка понижающего трансформатора со­держит 10 ООО витков и включена в сеть переменного тока напряжением 380 В.

а) Чему равно напряжение во вторичной обмотке, если она состоит из 1000 витков?

б) Сопротивление вторичной обмотки трансформатора 1 Ом, сила тока в ней 3 А. Чему равно напряжение на нагруз­ке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора?

в) Чему равен КПД трансформатора?

2 вариант

1. Открытый колебательный контур излучает радиоволны с длиной волны 300 м.

а) Определите частоту излучаемых волн.

б) Определите индуктивность контура, если его емкость 5000 пФ.

в) На сколько и как нужно изменить индуктивность кон­тура, чтобы излучались радиоволны вдвое большей длины волны?

2- В сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В включен конденсатор емкостью 4 мкФ.

а) Чему равна сила тока в цепи?

б) Определите индуктивность катушки, которую нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Чему будет равна резонансная частота в цепи, если параллельно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор?

3. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 6 В, а на вторичной обмотке 120 В.

а) Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке равна 4 А?

б) Определите напряжение на выходе трансформатора, если его КПД равен 95%.

в) Чему равно сопротивление вторичной обмотки транс­форматора?

1 вариант

1. Колебательный контур радиоприемника состоит из кон­денсатора емкостью 10ОО пФ и катушки индуктивностью 50 мкГн.

а) Чему равен период собственных колебаний в контуре?

б) На какую длину волны настроен данный радиоприем­ник?

в) На сколько и как необходимо изменить емкость конден­сатора для настройки радиоприемника на длину волны 300 м?

2. В сеть переменного тока напряжением 220 В включена катушка индуктивностью 50 мГн.

а) Чему равна частота переменного тока, если сила тока в цепи 1,75 А? (Активным сопротивлением катушки пренеб­речь.)

б) Определите емкость конденсатора, который нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Определите резонансную частоту в цепи, если после­довательно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор.

3. Первичная обмотка понижающего трансформатора со­держит 10 ООО витков и включена в сеть переменного тока напряжением 380 В.

а) Чему равно напряжение во вторичной обмотке, если она состоит из 1000 витков?

б) Сопротивление вторичной обмотки трансформатора 1 Ом, сила тока в ней 3 А. Чему равно напряжение на нагруз­ке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора?

в) Чему равен КПД трансформатора?

2 вариант

1. Открытый колебательный контур излучает радиоволны с длиной волны 300 м.

а) Определите частоту излучаемых волн.

б) Определите индуктивность контура, если его емкость 5000 пФ.

в) На сколько и как нужно изменить индуктивность кон­тура, чтобы излучались радиоволны вдвое большей длины волны?

2- В сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В включен конденсатор емкостью 4 мкФ.

а) Чему равна сила тока в цепи?

б) Определите индуктивность катушки, которую нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.

в) Чему будет равна резонансная частота в цепи, если параллельно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор?

3. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 6 В, а на вторичной обмотке 120 В.

а) Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке равна 4 А?

б) Определите напряжение на выходе трансформатора, если его КПД равен 95%.

в) Чему равно сопротивление вторичной обмотки транс­форматора?

осциллограмм переменного тока | Базовая теория переменного тока

Когда генератор вырабатывает переменное напряжение, напряжение меняет полярность с течением времени, но делает это очень особым образом. На графике во времени «волна», отслеживаемая этим напряжением переменной полярности от генератора переменного тока, принимает отчетливую форму, известную как синусоида : Рисунок ниже

График изменения напряжения переменного тока (синусоида).

На графике напряжения электромеханического генератора переменного тока изменение одной полярности на другую происходит плавно, причем уровень напряжения изменяется наиболее быстро в нулевой точке («кроссовер») и наиболее медленно на пике.Если бы мы изобразили тригонометрическую функцию «синуса» в горизонтальном диапазоне от 0 до 360 градусов, мы бы обнаружили точно такую ​​же картину, как в таблице ниже.

Тригонометрическая функция «синус».

Угол (°) Sin (угол) Волна Угол (°) Sin (угол) Волна
0 0,0000 ноль 180 0.0000 ноль
15 0,2588 + 195 -0,2588
30 0,5000 + 210 -0,5000
45 0,7071 + 225 -0,7071
60 0,8660 + 240 -0,8660
75 0.9659 + 255 -0,9659
90 1,0000 + пик 270 -1,0000 — пик
105 0,9659 + 285 -0,9659
120 0,8660 + 300 -0,8660
135 0.7071 + 315 -0,7071
150 0,5000 + 330 -0,5000
165 0,2588 + 345 -0,2588
180 0,0000 ноль 360 0,0000 ноль

Причина, по которой электромеханический генератор переменного тока выдает синусоидальный переменный ток, связана с физикой его работы.Напряжение, создаваемое неподвижными катушками при движении вращающегося магнита, пропорционально скорости, с которой магнитный поток изменяется перпендикулярно катушкам (закон электромагнитной индукции Фарадея). Эта скорость максимальна, когда полюса магнита находятся ближе всего к катушкам, и меньше всего, когда полюса магнита наиболее удалены от катушек. Математически скорость изменения магнитного потока из-за вращающегося магнита соответствует скорости изменения синусоиды, поэтому напряжение, создаваемое катушками, следует той же функции.

Период и частота

Если бы мы проследили за изменением напряжения, производимого катушкой в ​​генераторе переменного тока, от любой точки на графике синусоидальной волны до той точки, когда форма волны начинает повторяться, мы бы отметили ровно один цикл этой волны. Это легче всего показать, охватив расстояние между идентичными пиками, но его можно измерить между любыми соответствующими точками на графике. Отметки градусов на горизонтальной оси графика представляют область тригонометрической синусоидальной функции, а также угловое положение нашего простого двухполюсного вала генератора переменного тока при его вращении: Рисунок ниже

Напряжение генератора как функция положения вала (времени).

Поскольку горизонтальная ось этого графика может отмечать ход времени, а также положение вала в градусах, размер, отмеченный для одного цикла, часто измеряется в единицах времени, чаще всего в секундах или долях секунды. Когда выражается как измерение, это часто называют периодом волны.

Период волны в градусах — , всегда 360, но время, которое занимает один период, зависит от скорости колебаний напряжения взад и вперед.

Более популярная мера для описания частоты переменного напряжения или волны тока, чем период . — это частота этих возвратно-поступательных колебаний. Это называется частотой . Современная единица измерения частоты — герцы (сокращенно Гц), которые представляют количество волновых циклов, завершенных в течение одной секунды времени.

В Соединенных Штатах Америки стандартная частота в электросети составляет 60 Гц, что означает, что напряжение переменного тока колеблется с частотой 60 полных возвратно-поступательных циклов каждую секунду.В Европе, где частота энергосистемы составляет 50 Гц, напряжение переменного тока проходит только 50 циклов в секунду.

Передатчик радиостанции, вещающий на частоте 100 МГц, генерирует переменное напряжение, колеблющееся с частотой 100 миллионов циклов каждую секунду.

До канонизации единиц Герца частота выражалась просто как «количество циклов в секунду». В старых счетчиках и электронном оборудовании часто используются единицы измерения частоты «CPS» (циклов в секунду) вместо Гц.Многие люди считают, что переход от понятных единиц измерения, таких как CPS, на Hertz, представляет собой шаг назад в ясности.

Аналогичное изменение произошло, когда единица «Цельсий» заменила «Цельсия» для метрического измерения температуры. Название «Цельсия» было основано на шкале из 100 пунктов («Цельсия») («-градус»), представляющей точки плавления и кипения H 2 O, соответственно.

Название Celsius, с другой стороны, не дает намеков на происхождение или значение единицы измерения.

Период и частота — математические величины, обратные друг другу. То есть, если волна имеет период 10 секунд, ее частота будет 0,1 Гц или 1/10 цикла в секунду:

Использование осциллографа

Прибор, называемый осциллографом , рис. Ниже, используется для отображения изменения напряжения во времени на графическом экране. Возможно, вы знакомы с внешним видом аппарата ECG или EKG (электрокардиографа), который используется врачами для построения графика колебаний сердца пациента с течением времени.

ЭКГ — это специальный осциллограф, специально разработанный для использования в медицине. Осциллографы общего назначения могут отображать напряжение практически от любого источника напряжения в виде графика со временем в качестве независимой переменной.

Связь между периодом и частотой очень полезно знать при отображении формы волны переменного напряжения или тока на экране осциллографа. Измеряя период волны на горизонтальной оси экрана осциллографа и перемещая это значение времени (в секундах), вы можете определить частоту в герцах.

Период времени синусоидальной волны отображается на осциллографе.

Как понятие переменного тока связано со звуком?

Напряжение и ток никоим образом не являются единственными физическими переменными, которые могут изменяться с течением времени. Намного более обычным для нашего повседневного опыта является звук , который представляет собой не что иное, как чередование сжатия и декомпрессии (волны давления) молекул воздуха, интерпретируемое нашими ушами как физическое ощущение.Поскольку переменный ток — это волновое явление, он обладает многими свойствами других волновых явлений, таких как звук. По этой причине звук (особенно структурированная музыка) представляет собой отличную аналогию для связи концепций переменного тока.

В музыкальном плане частота эквивалентна высоте тона . Низкие ноты, такие как туба или фагот, состоят из относительно медленных (низкочастотных) колебаний молекул воздуха. Высокие ноты, такие как звуки флейты или свистка, состоят из того же типа колебаний в воздухе, только с гораздо большей скоростью (более высокой частотой).На рисунке ниже представлена ​​таблица, показывающая фактические частоты для ряда распространенных музыкальных нот.

Примечание Музыкальное обозначение Частота (в герцах)
А А 3 220,00
A-острый (или B-плоский) A # 3 или B 3 233,08
В В 3 246.94
C (средний) С 4 261,63
C-образный (или D-плоский) C # 4 или D 4 277,18
Д Д 4 293,66
D-образный (или E плоский) D # 4 или E 4 311,13
E E 4 329.63
F Ф. 4 349,23
F-острый (или G-плоский) F # 4 или G 4 369,99
г G 4 392,00
G-острый (или плоский) G # 4 или A 4 412,30
А А 4 440.00
A-острый (или B-плоский) A # 4 или B 4 466,16
В В 4 493,88
С С 5

523,25

Проницательные наблюдатели заметят, что все примечания в таблице с одинаковым буквенным обозначением связаны соотношением частот 2: 1.Например, первая показанная частота (обозначенная буквой «A») составляет 220 Гц. Следующая по высоте нота «А» имеет частоту 440 Гц — ровно в два раза больше циклов звуковой волны в секунду.

То же соотношение 2: 1 справедливо для первого ля-диеза (233,08 Гц) и следующего ля-диеза (466,16 Гц), а также для всех пар нот в таблице.

На слух, две ноты, чьи частоты точно вдвое превышают друг друга, звучат удивительно похоже. Это сходство в звуке признано музыкально, самый короткий промежуток в музыкальной шкале, разделяющий такие пары нот, называется октавой .Следуя этому правилу, следующая самая высокая нота «А» (на октаву выше 440 Гц) будет 880 Гц, следующая самая низкая «А» (на одну октаву ниже 220 Гц) будет 110 Гц.

Вид на клавиатуру пианино помогает увидеть масштаб в перспективе: Рисунок ниже

На музыкальной клавиатуре отображается октава.

Как видите, одна октава равна расстоянию семи белых клавиш на клавиатуре пианино. Знакомая музыкальная мнемоника (doe-ray-mee-fah-so-lah-tee) — да, тот же образец, увековеченный в причудливой песне Роджерса и Хаммерштейна, исполненной в The Sound of Music, — охватывает одну октаву от C до C.

Другие формы чередующихся волн

Хотя электромеханические генераторы переменного тока и многие другие физические явления естественным образом производят синусоидальные волны, это не единственный существующий вид переменных волн. Другие «формы волны» переменного тока обычно производятся в электронных схемах. Вот лишь несколько примеров сигналов и их общие обозначения на рисунке ниже.

Некоторые распространенные формы волны (формы волны).

Эти формы сигналов никоим образом не являются единственными существующими формами сигналов.Это просто несколько достаточно обычных людей, которым были даны разные имена. Даже в схемах, которые должны проявлять «чистые» синусоидальные, квадратные, треугольные или пилообразные формы волны напряжения / тока, реальный результат часто является искаженной версией предполагаемой формы волны.

Некоторые формы волны настолько сложны, что не поддаются классификации как особый «тип» (включая формы волны, связанные со многими видами музыкальных инструментов). Вообще говоря, любая форма волны, имеющая близкое сходство с идеальной синусоидальной волной, называется синусоидальной , а все другие обозначены как несинусоидальная .

Поскольку форма волны переменного напряжения или тока имеет решающее значение для его воздействия в цепи, мы должны осознавать тот факт, что волны переменного тока бывают самых разных форм.

ОБЗОР:

  • Переменный ток, производимый электромеханическим генератором переменного тока, повторяет графическую форму синусоидальной волны.
  • Один цикл волны — это одна полная эволюция ее формы до момента, когда она готова повторить себя.
  • Период волны — это время, необходимое для завершения одного цикла.
  • Частота — это количество полных циклов, которые волна завершает за заданный промежуток времени. Обычно измеряется в герцах (Гц), 1 Гц соответствует одному полному волновому циклу в секунду.
  • Частота = 1 / (период в секундах)

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

напряжений и частот переменного тока по всему миру, Рон Куртус

SfC Home> Физика> Электричество>

Рона Куртуса (от 11 июня 2019 г.)

Стандартное напряжение и частота переменного тока (AC) электричества, используемого в домах, варьируется от страны к стране во всем мире.Обычно используется либо 120-вольтовый переменного тока, либо 240-вольтный переменный ток. Кроме того, в большинстве стран в качестве частоты переменного тока используется 50 Гц (50 Гц или 50 циклов в секунду). Лишь немногие используют 60 Гц.

Стандарт в США — электричество переменного тока 120 В и 60 Гц. Однако из-за колебаний среднее измеренное напряжение составляет 117 В переменного тока.

(Список для различных стран см. В Списке мировых напряжений и частот переменного тока.)

Есть разногласия по поводу того, какая частотная система лучше.Кроме того, во многих странах наблюдается движение к использованию более высоких напряжений.

Вам необходимо проверить технические характеристики вашего оборудования при использовании электрических устройств в стране с другой системой напряжения и частоты, чем ваша.

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

  • Как были выбраны значения напряжения и частоты?
  • Как сравниваются значения?
  • Что происходит, когда вы посещаете другую страну?

Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц



Как были выбраны значения

Электроэнергия, поставляемая в дома и на предприятия, первоначально была постоянного тока (DC), но затем была изменена на электричество переменного тока (AC). Частоты переменного тока значительно различались в зависимости от используемого оборудования. Например, электрические генераторы на Ниагарском водопаде вырабатывают мощность 25 Гц.

Tesla запускает AC

В начале истории электроэнергетики компания Дженерал Электрик Томаса Эдисона распределяла электричество постоянного тока напряжением 110 вольт в Соединенных Штатах.

Затем Никола Тесла разработал систему трехфазного переменного тока напряжением 240 вольт. Трехфазность означала, что три переменных тока, не совпадающих по фазе на 120 °, были объединены, чтобы выровнять большие колебания напряжения, возникающие в электричестве переменного тока. Он подсчитал, что 60 циклов в секунду или 60 Гц были наиболее эффективной частотой. Позже Тесла пошел на компромисс, снизив напряжение до 120 вольт из соображений безопасности.

(Дополнительную информацию см. В биографии Николы Теслы.)

При поддержке компании Westinghouse, система переменного тока Tesla стала стандартом в Соединенных Штатах. Westinghouse выбрала 60 Гц, потому что популярные в то время дуговые легкие угли работали лучше при 60 Гц, чем при 50 Гц.

Европа переходит на 50 Гц и 230 В

Тем временем немецкая компания AEG начала производить электроэнергию и стала фактически монополистом в Европе. Они решили использовать 50 Гц вместо 60 Гц, чтобы лучше соответствовать своим метрическим стандартам, но остались на уровне 120 В.

Европа оставалась на 120 В переменного тока до 1950-х годов, сразу после Второй мировой войны. Затем они перешли на 230 В для повышения эффективности электрической передачи.

США остается при 120 В, 60 Гц

Соединенные Штаты также рассматривали возможность перехода на 220 В для домашнего использования, но сочли, что это будет слишком дорого из-за наличия у людей всех электроприборов на 120 В. В США был достигнут компромисс: 240 В будет поступать в дом, где оно будет разделено на 120 В для питания большинства приборов.

Определенная бытовая техника, такая как электрическая плита и электрическая сушилка для белья, будет запитана от 240 В.То же самое и в Канаде.

Исключения

По разным причинам в Бразилии и Японии существует несколько стандартов.

Бразилия

В Бразилии в большинстве штатов используется электричество от 110 до 127 В переменного тока. Но во многих отелях используется 220 В. В столице Бразилии и на северо-востоке страны в основном используют 220–240 В. Все работают на частоте 60 Гц.

Япония

В Японии везде используется одинаковое напряжение, но частота отличается от региона к региону.

Восточная Япония, включая Токио, использует 50 Гц.В 1895 году Япония закупила для Токио электрические генераторы 50 Гц у немецкой компании AEG. Это было то же самое, что делали в Европе. В 1896 году американская компания General Electric поставила генераторы на 60 Гц городам на западе Японии, включая Осаку и Киото.

К сожалению, они не скоординировали свои усилия. Наличие разных напряжений и частот внутри страны не только должно сбивать с толку людей, но также может привести к дополнительным расходам на бытовую технику и адаптеры.

Сравнение

Вы можете сравнить разные частоты и напряжения.

Частота

И 50 Гц, и 60 Гц имеют свои преимущества и недостатки.

60 Гц

При 60 Гц трансформаторы могут быть меньше и дешевле, чем трансформаторы на 50 Гц. Хотя разница небольшая, она может складываться в систему с большим количеством трансформаторов. Использование 60 Гц приводит к меньшему мерцанию ламп, но в наши дни это не так важно.

Гул и частотный шум лучше слышны при 60 Гц и его гармониках, чем при 50 Гц.

50 Гц

При 50 Гц передача электроэнергии по длинным линиям предпочтительнее, чем 60 Гц. Влияние распределенной емкости и индуктивности линии также меньше на более низкой частоте.

Хотя для трансформаторов 50 Гц требуется больше меди и железа, для трансформаторов 60 Гц требуются более дорогие пластины для предотвращения потерь на вихревые токи.

Напряжение

С годами наблюдается тенденция к повышению напряжения. Хотя более низкое напряжение более безопасно, в наши дни это не так важно, поскольку существуют строгие правила и нормы.

В США двухпроводная сеть на 120 В заменена трехпроводной схемой 120/240 или трехфазным напряжением 120/208. В Европе многие источники питания были заменены с трехфазных четырехпроводных на 127/220 вольт на трехфазные четырехпроводные на 220/380 вольт. В Великобритании самые ранние источники питания были трехпроводными, постоянным током на 120 вольт, но позже это было заменено на 240 вольт.

При посещении другой страны

Для доставки электроприбора из одной страны в другую могут потребоваться специальные преобразователи, трансформаторы и адаптеры, чтобы прибор или устройство работало должным образом.

Преобразователи

Преобразователи

обычно используются для понижения напряжения переменного тока с 220 В до уровня 110 В, необходимого для прибора.

Они используются только для простых электрических устройств, таких как фены, паровые утюги, бритвы или небольшие вентиляторы. Они используются только в течение коротких периодов времени, могут использоваться только с незаземленными приборами и должны быть отключены от стены, когда они не используются.

Конвертеры

нельзя использовать с электронными устройствами, такими как радио или компьютеры.Для этих устройств используется трансформатор. Причина в том, что преобразователь просто разрезает синусоидальную волну переменного тока вдвое, уменьшая напряжение. Электронным устройствам для правильной работы требуется полная синусоида.

Некоторые преобразователи также изменяют переменный ток на постоянный. Примером может служить преобразование 120 В переменного тока в 12 В постоянного тока.

Трансформаторы

Трансформаторы используются для увеличения или уменьшения напряжения и должны использоваться с электронными устройствами, такими как радиоприемники, телевизоры, компьютеры и другие устройства, имеющие электронные схемы.

Трансформаторы дороже преобразователей. Они также могут использоваться с электрическими приборами и могут работать непрерывно в течение многих дней. Такое устройство, как фен, не имеет электронной схемы. У него просто есть нагревательный элемент и электрический вентилятор, поэтому он может использовать преобразователь или трансформатор.

Устройства двойного напряжения

Некоторые устройства имеют встроенный преобразователь или трансформатор, поэтому их называют устройствами с двойным напряжением. Большинство зарядных устройств для ноутбуков и адаптеров переменного тока имеют двойное напряжение, поэтому их можно использовать только с адаптером вилки для страны, которую вы посещаете.

Переходники для вилки

Розетки различаются в разных странах. При посещении другой страны необходимо часто использовать переходник. Эти адаптеры не преобразуют электричество. Скорее, они просто позволяют подключить прибор с двойным напряжением, трансформатор или преобразователь из одной страны к розетке другой страны.

Разность частот

Преобразователи и трансформаторы изменяют только напряжение, но не частоту. В результате двигатель в приборе с частотой 50 Гц будет работать немного быстрее на электричестве с частотой 60 Гц.Точно так же часы, рассчитанные на 60 Гц, будут работать медленнее в стране, использующей частоту 50 Гц.

Большинство современного электронного оборудования, такого как компьютеры, принтеры, DVD-плееры и стереосистемы, обычно не подвержены влиянию разницы частот.

Резюме

Напряжение и частота переменного тока варьируются от страны к стране во всем мире. Большинство используют 230 В и 50 Гц. Около 20% стран используют 110–120 В и 60 Гц для питания своих домов. 240 В и 60 Гц — наиболее эффективные значения, но только несколько стран используют эту комбинацию.В Соединенных Штатах используется электричество переменного тока 120 В и 60 Гц.


Электричество потрясающее


Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайты

Частота сети — Википедия

Электроэнергия — Википедия

Путеводитель по международным путешествиям с электроприборами — Хорошая информация от Льюиса Н. Кларка

Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока

Физические ресурсы

Книги

Книги по электроэнергетическим системам с самым высоким рейтингом

Книги по электрическим трансформаторам с самым высоким рейтингом


Вопросы и комментарии

Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте.Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.


Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
ac_world_volt_freq.htm

Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.

Авторские права © Ограничения


Где ты сейчас?

Школа чемпионов

По физике

Общие сведения о напряжениях и частотах переменного тока во всем мире

Технические характеристики и рекомендации по питанию переменного тока

Технические характеристики и рекомендации по питанию переменного тока — Руководство по аппаратному обеспечению шлюза служб SRX 5600 [ Содержание] [ Назад] [ Следующий] [ Показатель] [ Сообщить об ошибке]

Электрические характеристики системы питания переменного тока

В Таблице 35 перечислены AC электрические характеристики энергосистемы.

Таблица 35: Технические характеристики системы питания переменного тока

Товар

Спецификация

Входное напряжение переменного тока

Рабочий диапазон: 100 — 240 В переменного тока

Частота входной сети переменного тока

от 50 до 60 Гц (номинальное значение)

Номинальный ток сети переменного тока

33 А при 100 В переменного тока или 14 А при 240 В переменного тока максимум (11 А на вход)

Максимальная входная мощность переменного тока

Низкая конфигурация: 3285 Вт

Конфигурация High-Line: 3445 Вт

Электрические характеристики источника питания переменного тока

Списки в таблице 36 электрические характеристики источника питания переменного тока.Для системы питания переменного тока электрические характеристики см. в таблице 35.

Таблица 36: Электрические характеристики блока питания переменного тока

Товар

Спецификация

Максимальная выходная мощность

1200 Вт (нижняя линия) / 1700 Вт (высокая линия)

Входное напряжение переменного тока

Рабочий диапазон: 100 — 240 В переменного тока (номинальное)

Частота входной сети переменного тока

от 50 до 60 Гц (номинальное значение)

Номинальный входной переменный ток

11.0 А при 200 В переменного тока или 14,5 А при 110 В переменного тока максимум

Технические характеристики силового выключателя переменного тока

Каждый блок питания переменного тока имеет одну розетку для устройства переменного тока, расположенную на блоке питания, для которого требуется отдельный источник питания переменного тока. Мы рекомендуем вам использовать автоматический выключатель на объекте заказчика, рассчитанный минимум на 15 А (250 В переменного тока) для каждого источника питания переменного тока или в соответствии с местными правилами. Делать это позволяет управлять сервисным шлюзом в любой конфигурации без модернизация энергетической инфраструктуры.

Требования к питанию для сервисных шлюзов с питанием от переменного тока

Примечание: Если вы планируете использовать максимально настроенный шлюз служб с питанием от переменного тока, мы рекомендуем вам выделить для системы 33 А при 100 В переменного тока или 14 А при 240 В переменного тока для системы, или 11,0 А при 200 В переменного тока или 14,5 А при 110 В переменного тока для каждый блок питания.

Если вы не планируете выделять для системы 33 А при 100 В переменного тока или 14 А при 240 В переменного тока, или 11.0 А при 200 В переменного тока или 14,5 А при 110 В переменного тока для каждый источник питания, вы можно использовать информацию в Таблице 37 и Таблице 38 для расчета энергопотребление для различных конфигураций оборудования и тепловое выход.

В таблице 37 указаны мощности требования к базовым устройствам с питанием от переменного тока, работающим под типичные условия напряжения. Он включает в себя КПД для переменного тока. Источники питания.

Таблица 37: Требования к питанию переменного тока базовой системы

Компонент

Требуемая мощность (Вт)

Низкая резервная конфигурация при 110 В включает три переменного тока блоки питания, объединительная панель, интерфейс для рабочих станций и кассета вентиляторов (работающая на нормальной скорости)

455 Вт (приблизительно)

Конфигурация с резервированием по низким линиям при 110 В, включает четыре источника питания переменного тока расходных материалов, объединительной панели, интерфейса для рабочих станций и кассеты вентиляторов (работающей на нормальная скорость)

585 Вт (приблизительно)

Нерезервированная конфигурация High-Line @ 220 В включает два переменного тока блоки питания, один движок маршрутизации, один SCB, промежуточная панель, интерфейс корабля, и кассета вентиляторов (работает с нормальной скоростью)

410 Вт (приблизительно)

Конфигурация с резервированием High-Line @ 220 В, включает четыре источника питания переменного тока расходных материалов, объединительной платы, интерфейса для рабочих станций и кассеты вентиляторов (работающей на нормальная скорость)

745 Вт (приблизительно)

В таблице 38 перечислены требования к питанию для различных аппаратных компонентов, когда шлюз служб работает при нормальных условиях напряжения.

Таблица 38: Требования к питанию компонентов

Компонент

Требуемая мощность (Вт)

Кассета вентиляторов (полная скорость) — Кассета вентиляторов (нормальная скорость)

110 Вт — 80 Вт = 30 Вт

SCB

150 Вт

Механизм маршрутизации

90 Вт

IOC — Обобщенное типичное значение

312 Вт

IOC — Обобщенное максимальное значение

365 Вт

SPC — Обобщенное типичное значение

213 Вт

SPC — Обобщенное максимальное значение

351 Вт

В этих примерах используются обобщенные значения на IOC.

Типичное энергопотребление для устройств с питанием от переменного тока:

  • Низкая линия с питанием от переменного тока минимум конфигурация при 110 В:
    Базовое устройство (низкое неизбыточное) + 1 SCB + 1 механизм маршрутизации + 1 IOC + 1 SPC - типичный обобщенный значение =
    455 Вт + 150 Вт +90 Вт + 312 Вт + 213 Вт = 1220 Вт
  • Максимальная конфигурация низкого напряжения с питанием от переменного тока при 110 В:
    Базовое устройство (резервирование низкого уровня) + кассета вентиляторов на полной скорости + 2 SCB + 1Routing Engine + 5 IOC + 1 SPC — Generalized максимальное значение =
    585 Вт + 30 Вт + 2 (150) Вт + 90 Вт + (5) 365 Вт + 351 Вт =
    585 Вт + 30 Вт + 300 Вт + 90 Вт + 1825 Вт + 351 Вт = 3181 Вт
  • Типовая тепловая мощность системы (на основе на максимально настроенном сервисном шлюзе с питанием от переменного тока при входе 110 В):
    Вт * 3.41 = БТЕ / час
    3181 Вт * 3,41 = 10847 БТЕ / ч
  • Минимальная конфигурация линии высокого напряжения с питанием от переменного тока @ 220 В:
    Базовое устройство (без резервирования линии высокого уровня) + 1 SCB + 1 механизм маршрутизации + 1 IOC + 1 SPC - типичный обобщенный значение =
    410 Вт + 150 Вт + 90 Вт + 312 Вт + 213 Вт = 1175 Вт
  • Конфигурация High-Line с максимальным питанием от переменного тока @ 220 В:
    Базовое устройство (резервирование высокого уровня) + кассета вентиляторов на полной скорости + 2 SCB + 1Routing Engine + 5 IOC + 1 SPC — Generalized максимальное значение =
    745 Вт + 30 Вт + 2 (150) Вт + 90 Вт + (5) 365 Вт + 351 Вт =
    745 Вт + 30 Вт + 300 Вт + 90 Вт + 1825 Вт + 351 Вт = 3341 Вт
  • Типовая тепловая мощность системы (на основе максимально сконфигурированной Шлюз служб с питанием от переменного тока при входе 220 В):
    Вт * 3.41 = БТЕ / час
    3341 Вт * 3,41 = 11,393 БТЕ / ч

Характеристики шнура питания переменного тока

Каждый блок питания переменного тока имеет одну розетку для устройства переменного тока, расположенную на блоке питания, для которого требуется отдельный источник питания переменного тока. Большинство сайтов распределяют власть через главный трубопровод, который ведет к распределению электроэнергии на раме панели, одна из которых может располагаться наверху стойки, в которой Устройство.Шнур питания переменного тока соединяет каждый блок питания к распределительному щиту.

Съемные шнуры питания переменного тока, каждый 2,5 м (приблизительно 8 футов) длинные, поставляются со шлюзом служб. Устройство сопряжения C19 на внутреннем конце шнура вставляется во вход прибора переменного тока соединитель, тип C20 (под прямым углом), как описано International Стандарт 60320 Электротехнической комиссии (МЭК). Вилка на штекер шнура питания входит в розетку источника питания, является стандартным для вашего географического положения.

Таблица 39 содержит технические характеристики а на рисунке 76 изображена вилка переменного тока. шнур питания предоставляется для каждой страны или региона.

Таблица 39: AC Характеристики шнура питания

Страна

Номер модели

Электрические характеристики

Штекер типа

Австралия

CBL-M-PWR-RA-AU

240 В переменного тока, 50 Гц переменного тока

SAA / 3/15

Китай

CBL-M-PWR-RA-CH

220 В переменного тока, 50 Гц переменного тока

Ч3-16П

Европа (кроме Дании, Италии, Швейцарии и Великобритании)

CBL-M-PWR-RA-EU

220 или 230 В переменного тока, 50 Гц переменного тока

CEE 7/7

Италия

CBL-M-PWR-RA-IT

230 В переменного тока, 50 Гц переменного тока

CEI 23-16 / VII

Япония

CBL-PWR-RA-JP15

125 В переменного тока, 50 или 60 Гц переменного тока

JIS 8303

CBL-M-PWR-RA-JP

220 В переменного тока, 50 или 60 Гц переменного тока

NEMA L6-20P

Северная Америка

CBL-PWR-RA-US15

125 В переменного тока, 60 Гц переменного тока

NEMA 5-15P

CBL-PWR-RA-TWLK-US15

125 В переменного тока, 60 Гц переменного тока

NEMA L5-15P

CBL-M-PWR-RA-US

250 В переменного тока, 60 Гц переменного тока

NEMA 6-20

CBL-M-PWR-RA-TWLK-US

250 В переменного тока, 60 Гц переменного тока

NEMA L6-20P

Соединенное Королевство

CBL-M-PWR-RA-UK

240 В переменного тока, 50 Гц переменного тока

BS89 / 13

Рисунок 76: Типы вилок переменного тока

Предупреждение: Шнур питания переменного тока для шлюза служб предназначен для использования только со шлюзом служб, а не для другого использования.

Примечание: В Северной Америке длина шнуров питания переменного тока не должна превышать 4,5 м. (приблизительно 14,75 футов) в длину, чтобы соответствовать требованиям National Electrical Кодекс (NEC) разделы 400-8 (NFPA 75, 5-2.2) и 210-52, а также канадский Раздел 4-010 (3) электрического кодекса (CEC).Шнуры, поставляемые со шлюзом служб: в соответствии.

Для получения информации об источнике питания переменного тока, включая описание компонентов, см. Источник питания переменного тока. Для инструкций о подключении кабеля питания во время первоначальной установки см. раздел «Подключение питания к шлюзу служб переменного тока». Инструкции по замене Шнур питания переменного тока, см. Замена шнура питания переменного тока.


[ Содержание] [ Назад] [ Следующий] [ Показатель] [ Сообщить об ошибке]

Повышающий преобразователь частоты 120 В / 60 Гц до 220 В / 50 Гц 1000 В 900 Вт

Подробнее

Обзор
Эта серия представляет собой преобразователь мощности с двойным преобразованием, который выдает стабильное синусоидальное напряжение и частоту на выходе (O / P). С помощью этого преобразователя вы можете защитить свое оборудование от большинства проблем с питанием, включая провалы питания, скачки напряжения, отключения и линейный шум.При топологии с общей нейтралью преобразователь обеспечивает внутреннее соединение от нейтрали AC I / P к нейтрали AC O / P; таким образом, нет необходимости использовать изолирующий трансформатор для подачи 0 В от нейтрали входа / выхода переменного тока к нейтрали выхода / выхода. Эта функция снизит помехи нагрузкам систем связи или видео.

Характеристики
  • Выдающаяся производительность и надежность
  • Общая нейтраль, топология с двойным преобразованием (0 / P нейтраль на 1 / P нейтраль обычно составляет 0 вольт)
  • Широкий диапазон входного окна и коррекция входного коэффициента мощности
  • Умный вентилятор охлаждения с низким уровнем шума
  • Высокая эффективность, новая конструкция инвертора с полным мостом
  • Автоматический перезапуск после отключения при перегрузке
  • Совместимость с генератором переменного тока
  • Удаленное аварийное отключение питания
  • Многофункциональный ЖК-экран

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОВЫШАЮЩИЙ преобразователь напряжения и частоты (серия UX / Tower)
Модели UX-1K
Выход
Вместимость 1000 ВА / 900 Вт
Выходное напряжение 200 В / 220 В / 230 В / 240 В по выбору
Форма волны напряжения Синусоида
Крест-фактор 3: 1
Выходная частота
(синхронизация с сетью)
50/60 Гц (выбирается с помощью функциональной кнопки ЖК-дисплея)
Выходная частота
(не синхронизирована с сетью)
50 ± 0.01 Гц или 60 ± 0,01 Гц
Постановление ± 2% от выбранного выходного напряжения
(регулируется с помощью программного обеспечения)
Выходной ток
200 В ~ 240 В
4,2 ампер
Пиковый выходной ток
(<250 мс)
13 ампер
Защита от перегрузки 100% ~ 129% в течение 60 секунд, затем звуковой сигнал; звуковой сигнал раздается в течение 60 секунд перед выключением
> 130%, сигнал тревоги выключается на 2 секунды, а затем выключается
Гармонические искажения <3% (при полной резистивной нагрузке)
КПД До 90%
Ввод
Диапазон напряжения 100 В ~ 285 В переменного тока
Диапазон частот 45 ~ 70 Гц
Входной ток 10 ампер
Требуется тип настенной розетки
NEMA 5-15 R
(15 А)
Коэффициент мощности > = 0.98
Импульсный ток <100A, 3 мс
Связь и управление
Панель управления ЖК
Звуковая сигнализация Сигнализация перегрузки: сигнализация короткого замыкания, тепловая сигнализация
Экология и безопасность
Рабочая температура. До 1500 метров: от 0 ℃ до 40 ℃ (от 32 ℉ до 104 ℉)
Транзит / хранение Темп. от -15 ℃ до 55 ℃ (от 5 ℉ до 131 ℉)
Относительная влажность 5 — 95% без конденсации
Рабочая высота 0 ~ 3000 метров
Слышимый шум = <45 дБА (на расстоянии 1 метра от поверхности устройства)
Маркировка безопасности BSMI
Система контроля качества ISO9001
Физические
Модели UX-1K
Размеры
Д x В x Ш
38 × 20 × 18 см
15 × 8 × 7 дюймов
Масса 6.5 кг / 14,0 фунтов
Транспортные габариты
Д x В x Ш; Вес
4,0 × 33,0 × 30,0 см; 8,5 кг
1,0 × 13,0 × 12,0 дюйма; 19.0 фунтов

Перейти к источнику питания переменного тока 60 Гц, 50 Гц, 400 Гц

Преобразователь частоты , также называемый источником питания переменного тока, представляет собой электронное устройство для преобразования фиксированной частоты (50 Гц, 60 Гц) в фиксированное напряжение (110 В, 120 В, 208 В, 220 В, 230 В, 240 В, 380 В, 400 В, 440 В, 480 В и т. Д.) На переменную частоту (регулируемая 50 Гц / 60 Гц или 400 Гц) и переменное напряжение (регулируемое) с выходом чистой синусоидальной волны для совместимости с международной энергосистемой.GoHz поставляет как однофазные, так и трехфазные статические (твердотельные) преобразователи частоты, встроенный повышающий трансформатор мощностью от 500 ВА до 600 кВА.

Преобразователь частоты (VFD) , также называемый преобразователем частоты, преобразователем частоты, преобразователем частоты, преобразователем частоты и т. Д., Является энергосберегающим устройством, специально предназначенным для управления скоростью двигателя переменного тока путем изменения фиксированной частоты (50 Гц / 60 Гц) на переменную частоту для регулировки скорости двигателя в соответствии с требованиями нагрузки.GoHz поставляет низковольтный однофазный частотно-регулируемый привод (от 1/2 до 5 л.с.) и трехфазный частотно-регулируемый привод (от 1 до 500 л.с.) по низкой цене.

Что такое статический (твердотельный) преобразователь частоты?
Статический (твердотельный) означает отсутствие движущихся частей внутри преобразователя частоты, определение относится к преобразователю частоты вращения, который использует асинхронный двигатель для достижения переменной частоты.

Как выбрать преобразователь частоты? Преобразователь частоты
может помочь вам изменить 60 Гц на 50 Гц, а также может повысить напряжение с 110 В до 220 В с помощью внутреннего повышающего трансформатора, и наоборот.Перед покупкой преобразователя частоты лучше понять, с какими нагрузками он будет связан.

Руководство по эксплуатации преобразователя частоты

GoHz Преобразователь частоты
GoHz — отличное решение для преобразования 50 Гц в 60 Гц в разных странах, а также может преобразовывать источники питания с 60 Гц в 50 Гц. Вы можете легко настроить конвертер, следуя этому руководству.

Руководство по выбору преобразователя частоты

(VFD)
Преобразователь частоты (VFD), также называемый преобразователем частоты, преобразователем частоты (VSD), преобразователем частоты (AFD).Эта статья посвящена основному руководству по выбору частотно-регулируемого привода.

Руководство по покупке автомобильного инвертора
В настоящее время на рынке для продажи есть два основных типа автомобильных инверторов: чисто синусоидальный инвертор и квазисинусоидальный инвертор, есть много вещей, на которые нам нужно обратить внимание, когда мы используем автомобиль инвертор.

15.2: Источники переменного тока — Physics LibreTexts

Цели обучения

К концу раздела вы сможете:

  • Объясните разницу между постоянным током (dc) и переменным током (ac)
  • Определите характеристики переменного тока и напряжения, такие как амплитуда или пик и частота

Большинство примеров, рассмотренных до сих пор в этой книге, особенно с использованием батарей, имеют источники постоянного напряжения.Таким образом, как только ток установлен, он становится постоянным. Постоянный ток (dc) — это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения.

Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (ac) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Переменный ток создается переменной ЭДС, которая генерируется на электростанции, как описано в разделе «Индуцированные электрические поля».Если источник переменного тока периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока. Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая удовлетворяет многие наши потребности.

Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые на предприятиях и дома, различаются по всему миру. В обычном доме разность потенциалов между двумя сторонами электрической розетки изменяется синусоидально с частотой 60 или 50 Гц и амплитудой 170 или 311 В, в зависимости от того, живете ли вы в США или Европе соответственно.Большинство людей знают, что разность потенциалов для электрических розеток составляет 120 В или 220 В в США или Европе, но, как объясняется далее в этой главе, эти напряжения не являются пиковыми значениями, приведенными здесь, а скорее связаны с обычными напряжениями, которые мы видим в наших электрические розетки. На рисунке \ (\ PageIndex {1} \) показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока в США.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока.(б) Напряжение и ток в зависимости от времени сильно различаются для переменного тока. В этом примере, который показывает мощность переменного тока 60 Гц и время t в миллисекундах, напряжение и ток синусоидальны и находятся в фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Предположим, мы подключаем резистор к источнику переменного напряжения и определяем, как напряжение и ток изменяются во времени на резисторе. На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показана схема простой схемы с источником переменного напряжения.Напряжение синусоидально колеблется во времени с фиксированной частотой, как показано, либо на клеммах батареи, либо на резисторе. Следовательно, напряжение переменного тока , или «напряжение на вилке», может быть выражено как

.

\ [v (t) = V_0 \, \ sin \, \ omega t, \]

где

  • \ (v \) — напряжение в момент времени \ (t \),
  • \ (V_0 \) — пиковое напряжение, а
  • \ (\ omega \) — угловая частота в радианах в секунду.

Для типичного дома в США \ (V_0 = 156 \, V \) и \ (\ omega = 120 \ pi \, рад / с \), тогда как в Европе \ (V_0 = 311 \, V \) и \ (\ omega = 100 \ pi \, рад / с \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Разность потенциалов В между выводами источника переменного напряжения колеблется, поэтому источник и резистор имеют синусоидальные волны переменного тока друг над другом. Математическое выражение для v дается как \ (v = V_0 \, sin \, \ omega t \).

Для этой простой цепи сопротивления \ (I = V / R \), поэтому переменный ток , то есть ток, который синусоидально колеблется во времени с фиксированной частотой, равен

\ [i (t) = I_0 \, \ sin \, \ omega t, \]

где

  • \ (i (t) \) — текущий момент времени \ (t \) и
  • \ (I_0 \) — пиковый ток, равный \ (V_0 / R \).

В этом примере говорят, что напряжение и ток находятся в фазе, что означает, что их синусоидальные функциональные формы имеют пики, впадины и узлы в одном и том же месте. Они колеблются синхронно друг с другом, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1b} \). В этих уравнениях и на протяжении всей главы мы используем строчные буквы (такие как \ (i \)) для обозначения мгновенных значений и прописные буквы (такие как \ (I \)) для обозначения максимальных или пиковых значений.

Ток в резисторе меняется взад и вперед, как и напряжение возбуждения, поскольку \ (I = V / R \).Например, если резистор представляет собой люминесцентную лампочку, она становится ярче и тускнеет 120 раз в секунду, когда ток постоянно проходит через ноль. Мерцание с частотой 120 Гц слишком быстро для ваших глаз, но если вы помахаете рукой вперед и назад между вашим лицом и флуоресцентным светом, вы увидите стробоскопический эффект переменного тока.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Если рассматривать европейский источник переменного напряжения, какова разница во времени между переходами через ноль на графике зависимости переменного напряжения от времени?

Раствор

10 мс

Авторы и авторство

Сэмюэл Дж.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Так хорошо объяснили, Герц — ACUPWR

Когда электричество приходит в наши дома и на предприятия, оно проявляется в виде переменного тока. Прежде чем продолжить, важно знать, что существует два вида электрического тока: постоянный и переменный.DC — это аббревиатура от постоянного тока. DC, как следует из названия, движется напрямую и без какой-либо положительной / отрицательной полярности. Батареи работают от постоянного тока, и внутренние схемы электронных устройств также используют постоянный ток.

переменного тока, или переменного тока, , который был изобретен супергением Никола Тесла еще в 1880 году, является предпочтительным способом доставки электроэнергии от электростанции по линиям электропередач для распределения потребителям, поскольку он более эффективен и эффективен. дешевле.Так было более 100 лет. В основном, мощность переменного тока движется по синусоидальному закону, чередуя положительные и отрицательные полюса. Каждый цикл от положительного к отрицательному приводит к тому, что электроны движутся вперед и назад, положительно (+) и отрицательно (-) с течением времени. В конечном итоге эти циклы создают электрическое тепло или рассеивание мощности. Независимо от того, в каком направлении движется ток (т.е. вперед или назад, положительный или отрицательный), если ток (амперы) и сила (напряжение) достаточны для удовлетворения требований электрического устройства, это устройство будет работать.

Частота сети переменного тока — это количество раз в секунду, когда переменный ток завершает полный цикл 360 ° между положительным и отрицательным полюсами. График ниже иллюстрирует это.

(любезно предоставлено www.allaboutcircuits.com)

Циклов в секунду измеряется блоком Гц, (Гц), а частота переменного тока варьируется географически в зависимости от страны, и не обязательно от местного стандарта напряжения. Например, в США, Канаде и других странах при стандартном сетевом напряжении 110–120 В стандарт частоты составляет 60 Гц.В большинстве стран 220–240 В частота составляет 50 Гц, но Южная Корея использует 220–240 В с частотой 60 Гц, как и Перу, Филиппины, Саудовская Аравия и многие страны Карибского бассейна. Часто страны, где есть и 110–120 В, и 220–240 В, тем не менее, используют частоту переменного тока 60 Гц. В их число входят Бразилия, Куба, Белиз и Гайана. Затем есть Япония, в которой стандарт напряжения составляет 100 В, но частота переменного тока составляет 50 и 60 Гц, в зависимости от того, где вы находитесь в этой стране.

Часто большинство электронных устройств могут работать на частоте 50 или 60 Гц. Но — и это большое но — когда дело доходит до моторизованных приборов, в которых используются более мощные двигатели, такие как большие холодильники, морозильники, холодильники, стиральные и сушильные машины и т. Д., Разница в 10 Гц между 50 и 60 составляет также разница между перегоранием двигателя, испорченной едой и, по сути, большими машинами, не работающими со 100-процентной эффективностью. Это связано с тем, что двигатели работают быстрее или медленнее, чем они были разработаны.

С учетом необходимости преобразования частоты переменного тока, понижающие трансформаторы напряжения ACUPWR и AUC (от 220-240 В до 110-120 В) и повышающие модели соответственно имеют решение для частоты сети переменного тока, поэтому ваши устройства с двигателем будут с другой частотой все в порядке.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.