Тема урока: резонанс в электрической цепи переменного тока

Тема урока: РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Ход урока

ЗАДАЧА № 1

Соленоид, с железным сердечником имеющий индуктивность равную 2 Гн сопротивлением обмотки 10 Ом включен сначала в сеть постоянного тока с напряжением 20 В, а затем в сеть переменного тока с эффективным напряжением 20 В и частотой тока 0,4 кГц. Найти ток, текущий через соленоид в первом случае и амплитуду тока во втором случае.

 «Механический резонанс. Применение резонанса и борьба с ним».

Демонстрация видеофрагмента разрушения моста

Открытая физика, модель «Вынужденные колебания»

Понятие «резонанс». Условия, при которых возникает электрический резонанс:

1) частота внешнего напряжения (ЭДС генератора) совпадает с собственной частотой колебательного контура: демонстрация Открытая физика 1.0, модель «Вынужденные колебания в RLC контуре»

2)  амплитуда тока зависит от величины активного сопротивления: демонстрация Открытая физика 1.0, модель «Вынужденные колебания в RLC контуре»

3) разность фаз между током и напряжением равна нулю (объяснение с помощью векторной диаграммы) демонстрация «Начала электроники»

4) напряжение на катушке индуктивности и напряжение на конденсаторе равны между собой и во много раз больше внешнего, равного напряжению на активном сопротивлении демонстрация «Начала электроники»

5) общее сопротивление равно активному т.к X_L=X_C

6) амплитуда колебаний (величина заряда) устанавливается не мгновенно, а в течение некоторого проме­жутка времени

7) энергия полностью поступает в электрическую цепь и безвозвратно превращается в другие виды энергий.

Применение электрического резонанса:

1) входной кон­тур радиоприемника (анализ рисунка учебника и объ­яснение принципа действия приемного колебательно­го контура)

2)  резонансный волномер, объяснение принципа действия волномера с переменной ем­костью (демонстрация при помощи высокочастотного генератора и колебательного контура с неоновой лампой)

ЗАДАЧа

В цепь переменного тока с циклической частотой 2582 рад/с включена катушка индуктивностью 3 мГн. Конденсатор какой емкости надо включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс?

Дано:

ω = 2582 рад/с,

L = 3 мГн = 3∙10^–3 Гн.

____________________

C – ?

Решение.

Ответ: требуемая емкость конденсатора равна 50 мкФ.

ЗАДАЧА

В электрическую цепь с циклической частотой переменного тока 2000 рад/с включен конденсатор емкостью 100 мкФ. Катушку какой индуктивности нужно включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс?

Дано:

ω = 2000 рад/с,

C = 100 мкФ = 10^–4 Ф.

____________________

L – ?

Решение.

Ответ: требуемая индуктивность катушки равна 2,5 мГн.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману