Действующие значения тока и напряжения

Переменный синусоидальный ток в течение периода имеет различные мгновенные значения. Естественно поставить вопрос, какое же значение тока будет измеряться амперметром, включенным в цепь?

При расчетах цепей переменного тока, а также при электрических измерениях неудобно пользоваться мгновенными или амплитудными значениями токов и напряжений, а их средние значения за период равны нулю. Кроме того, об электрическом эффекте периодически изменяющегося тока (о количестве выделенной теплоты, о совершенной работе и т. д.) нельзя судить по амплитуде этого тока.

Наиболее удобным оказалось введение понятий так называемых действующих значений тока и напряжения . В основу этих понятий положено тепловое (или механическое) действие тока, не зависящее от его направления.

Действующее значение переменного тока — это значение постоянного тока, при котором за период переменного тока в проводнике выделяется столько же теплоты, сколько и при переменном токе.

Для оценки действия, производимого переменным током, мы сравним его действия с тепловым эффектом постоянного тока.

Мощность Р постоянного тока I , проходящего через сопротивление r , будет Р = Р 2 r .

Мощность переменного тока выразится как средний эффект мгновенной мощности I 2 r за целый период или среднее значение от ( Im х sin ω t ) 2 х r за то же время.

Пусть среднее значение t2 за период будет М. Приравнивая мощность постоянного тока и мощность при переменном токе, имеем: I 2 r = Mr, откуда I = √ M ,

Величина I называется действующим значением переменного тока.

Среднее значение i2 при переменном токе определим следующим образом.

Построим синусоидальную кривую изменения тока. Возведя в квадрат каждое мгновенное значение тока, получим кривую зависимости Р от времени.

Обе половины этой кривой лежат выше горизонтальной оси, так как отрицательные значения тока (- i ) во второй половине периода, будучи возведены в квадрат, дают положительные величины.

Построим прямоугольник с основанием Т и площадью, равной площади, ограниченной кривой i 2 и горизонтальной осью. Высота прямоугольника М будет соответствовать среднему значению Р за период. Это значение за период, вычисленное при помощи высшей математики, будет равно 1/2I 2 m . Следовательно, М = 1/2I 2 m

Так как действующее значение I переменного тока равно I = √ M , то окончательно I = Im / √ 2

Аналогично зависимость между действующим и амплитудным значениями для напряжения U и Е имеет вид:

Действующие значения переменных величин обозначаются прописными буквами без индексов ( I , U, Е).

На основании сказанного выше можно сказать, что действующее значение переменного тока равно такому постоянному току, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, за то же время выделяет такое же количество энергии.

Электроизмерительные приборы (амперметры, вольтметры), включенные в цепь переменного тока, показывают действующие значения тока или напряжения.

При построении векторных диаграмм удобнее откладывать не амплитудные, а действующие значения векторов. Для этого длины векторов уменьшают в √ 2 раз. От этого расположение векторов на диаграмме не изменяется.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Тесты по теме»Электромагнитные колебания»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

1.Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие свободное колебание?

А. Колебания, возникающие в системе за счет поступления энергии от источника, находящегося в ней самой.

Б. Колебания, возникающие под действием внутренних сил системы после выведения ее из положения равновесия.

В. Колебания, возникающие в системе под действием внешней периодической силы.

Г. Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса.

2.Какой из приведенных ниже выражений определяет период колебаний, если за время t произошло N колебаний?

3.Укажите единицы, в которых изменяется частота колебаний:

4.На каком из приведенных на рис.2 графиков показаны затухающие колебания?

5.Трансформатор включен в сеть с напряжением 200 В.Каково напряжение на вторичной обмотке, если в первичной обмотке 1000 витков, а во вторичной 200?

6.Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону U =320 cos 200 π t .Чему равны амплитудное значение напряжения и циклическая частота?

7. Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону U =120 cos 200 t .Чему равны период и частота колебаний?

8.Какой из приведенных на рис.3 графиков соответствует уравнению U =280 cos 200 π t

9.Чему равно действующее значение напряжения, изменяющего согласно уравнению, U =280 cos 200 π t

10. На рисунке .4 отражены последовательные фазы колебаний, проходящих в контуре после зарядки конденсатора. В какой фазе энергия магнитного поля катушки равна энергии электрического поля конденсатора?

Б.2 и 4 Д. Среди ответов А-Г нет правильного

11.Как изменится период свободных электромагнитных колебаний в контуре, если индуктивность катушки увеличить в 2 раза,а электроемкость конденсатора уменьшить в 8 раз?

12.Какое из приведенных ниже выражений определяет амплитудное значение ЭДС, возникающей при равномерном вращении рамки площадью S в однородном магнитном поле индукцией (рисунок .5)?

13.Трансформатор включен в сеть с напряжением 220 В и потребляет мощность, равную 110 Вт. Какой ток протекает во вторичной обмотке, если кпд транформатора равен 90%, а коэффициент транформации -5?

1.Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие вынужденные колебания?

А. Колебания, возникающие в системе за счет поступления энергии от источника, находящегося в ней самой.

Б. Колебания, возникающие под действием внутренних сил системы выведения ее из положения равновесия.

В. Колебания, возникающие в системе под действием внешней периодической силы.

Г. Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса.

2.Какое из приведенных ниже выражений определяет циклическую частоту свободных колебаний в колебательном контуре?

3.Укажите единицы, в которых измеряется период колебаний:

4.Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие затухающие колебания ?

А.Колебания, амплитуда которых постоянна, а частота уменьшается.

Б.Колебания, амплитуда которых постоянна, а период уменьшаеться.

В. Колебания, амплитуда которых уменьшается, а частота постоянна.

Г. Колебания, амплитуда и период которых уменьшаются.

5. Сколько витков во вторичной обмотке трансформатора, если в первичной 20 витков, а трансформатор изменяет напряжение от 200 В до 1000 В?

6.Чему равны амплитуда и период колебаний тока (рисунок.2)?

7.Чему равны частота и циклическая частота переменного тока (рисунок 2)?

8.По какому закону изменяется переменный ток, график которого изображен на рисунке 2?

9.Чему равно действующее значение тока в цепи, изменяющегося соответственно графику на рисунок 2?

10.На рисунке 3 отражены последовательные фазы колебаний, происходящих в контуре после зарядки конденсатора. В какой фазе энергия магнитного поля катушки максимальна?

11.Как надо изменить емкость конденсатора ,чтобы увеличить период колебаний в колебательном контуре в 2 раза?

В. Увеличить в 16 раз.
Г.Уменьшить в 2 раза.
Д. Уменьшить в 4 раза.

12. Какой из графиков (рисунок 4) описывает зависимость от времени ЭДС, возникающей в рамке при вращении ее в однородном направлении магнитном поле?

13.Трансформатор включен в сеть с напряжением 1000 В и потребляет от сети мощность, равную 400 Вт. Каков кпд трансформатора, если во вторичной обмотке течет ток 3,8 А, а коэффициент трансформации равен 10?

1.Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие гармонические колебания?

А. Колебания, возникающие в системе за счет поступления энергии от источника, находящегося в ней самой.

Б.Колебания, возникающиепод действием внутренних сил системы после выведения ее из положения равновесия.

В.Колебания, происходящие в системе под действием внешней периодической силы.

Г. Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса.

2.Какое из приведенных ниже выражений определяет период колебаний, если известна частота v ?

3.Укажите единицы, в которых измеряется фаза колебаний:

4.Найдите правильное окончание утверждения «Затухающими являются любые. »:

5.Сила тока в первичной обмотке трансформатора 2 А, напряжения на ней 120 В. Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если напряжение на ней 30 В?

6.Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону U = 220 cos 100π t .Чему равны амплитуда напряжения и циклическая частота?

В.220 В, 100 π рад/с.
Г.100π В, 220 рад/с.
Д.220 В, sin 100 πрад/ c .

7.Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону U =220 cos 100π t .Чему равны период и частота колебаний?

Б.0,01 π с, 100 π Гц.
В.0,02 с, 50 Гц.
Г.0,002 с, 50π Гц.

8.Какой из графиков (рисунок 2) соответствует уравнению

9.Чему равно действующее значение напряжения, изменяющегося согласно уравнению U =140 cos 100π t

10.На рисунке 4 отражены последовательные фазы колебаний, проходящих в контуре после зарядки конденсатора. В какой фазе энергия конденсатора равна половине максимального значения?

Д.Среди ответов А-Г нет правильного.

11.Как изменится частота свободных электромагнитных колебаний в контуре, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза, а электроемкость конденсатора уменьшить в 4 раза?

12.Какое из приведенных ниже выражений определяет мгновенное значение ЭДС, возникающей при вращении рамки площадью S в однородном магнитном поле ?

13.Во вторичной обмотке трансформатора с кпд,равным 94%, и коэффициентом трансформации 4,протекает ток 18,8А.Чему равен ток первичной обмотке трансформатора?

1.Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие автоколебания?

А.Колебания, возникающие в системе за счет поступления от источника, находящегося в ней самой.

Б.Колебания, возникающие под действием внутренних сил системы после выведения ее из положения равновесия.

В. Колебания, возникающие в системе под действием внешней периодической силы.

Г. Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса.

2.Какое из приведенных ниже выражений определяет период свободных колебаний в колебательном контуре?

3.Укажите единицы, в которых измеряется циклическая частота

4.Найдите правильное окончание утверждая «Свободные колебания в колебательном контуре являются затухающими, так как. »:

А.в контуре происходит превращение энергии магнитного поля катушки в энергию электрического поля конденсатора.

Б.в контуре происходит превращение энергии электрического поля заряженного конденсатора в энергию магнитного поля катушки.

В.энергия заряженного конденсатора меньше,чем энергия магнитного поля катушки.

Г.в контуре происходит превращение электромагнитной энергии во внутренюю.

5.Сила тока во вторичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ней 200 В.ему равна сила тока в первичной обмотке, если напряжение на ней 10 В?

6.Чему равны амплитуда и период колебаний тока (рисунок 1)?

7.Чему равны частота и циклическая частота переменного тока (рисунок1)?

8.По какому закону изменяется переменный ток, график которого изображен на рисунке1 ?

9.Чему равно действующее значение тока и цепи, изменяющегося соответственно графику на рисунке 1?

10.На рисунке 2. отражены последовательные фазы колебаний, происходящих в контуре после зарядки колебаний, происходящих в контуре зарядки конденсатора. В какой фазе энергия конденсатора максимальна?

Б. 2,4. Д.Среди ответов А-Г нет правильного.

11. Как надо изменить индуктивность катушки, чтобы увеличить частоту в колебательном контуре в 4 раза?

Б. Увеличить в 4 раза.
В. Увеличить в 16 раза.
Г. Уменьшить в 2 раза.
Д. Уменьшить в 4 раза.
Е. Уменьшить в 16 раза.

12.Какой из графиков (рисунок 3) правильно описывает зависимость от времени индукционного тока, возникающего в рамке при вращении ее в однородном магнитном поле ?

13.В первичной обмотке трансформатора протекает ток, равный 1,5 А, а во вторичной 8,28 А. Найдите кпд трансформатора, если коэффициент трансформации равен 6:

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Россияне чаще американцев читают детям страшные и печальные книжки

ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной

Международный конгресс-выставка «Молодые профессионалы» пройдет с 12 по 14 декабря в Москве

Утверждены сроки заключительного этапа ВОШ

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Подарочные сертификаты

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

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

Источник