Еріксіз электромагниттік тербелістер. Айнымалы ток. Физика, 11 сынып, презентация.

Оқу мақсаттары

Тұрақты ток (DC) электр заряды (ток) тек бір бағытта ағады. Айнымалы токтағы электр заряды (AC), екінші жағынан бағытты мезгіл-мезгіл өзгертеді. Айнымалы ток тізбектеріндегі кернеу мезгіл-мезгіл өзгереді, себебі ток бағытын өзгертеді. 

Айнымалы ток дегеніміз не?

Тұрақты ток (DC) дегеніміз не?

Еркін, өшетін және еріксіз тербелістер

Қарапайым гармониялық қозғалыстың үш негізгі түрі бар:

(б) өшетін тербелістер-қарапайым гармоникалық қозғалыс, бірақ сыртқы немесе ішкі демпфирлеуші күш салдарынан азаятын амплитудамен және өзгеретін кезеңмен

(в) еріксіз тербелістер-қарапайым гармоникалық қозғалыс, бірақ сырттан қозғалысқа келтірілетін

Еріксіз тербелістер

Еріксіз тербеліс, сондай-ақ басқарылатын тербеліс деп аталады, сыртқы күш қолданудан туындаған тербеліс болып табылады. Мұндай тербелістердің мысалдары сыртқы қоректену көзіне қосылған ауыспалы ток тізбегін, ересектерге итерілетін бала әткеншектерін және дірілі магнит күшінен туындаған, дауыс зорайтқыш конусында бекітілген катушкада өтетін электр тогынан туындаған дауыс зорайтқышты қамтиды.Егер цикл үшін жүйеге түсетін энергия демпфирленуден жоғалатын энергияға дәл тең болса, қозғалыс амплитудасы сыртқы күштің қолданылуына байланысты тұрақты болып қалады. Мысалы, бала әткеншекпен жүреді деп болжаймыз. Егер сыртқы күш жоқ болса, онда тербеліс амплитудасы біртіндеп азаяды және тербеліс толығымен демалады. Бірақ егер сіз демпфирленуден жоғалған энергияға тең әрбір циклде күш қолдана отырып, әткеншек итергіңіз келсе, онда әткеншектер сол амплитудамен тежелуді жалғастырады.

Q электр заряды l индукторынан және C конденсаторынан тұратын тізбекте уақытпен өзгереді.Екінші жағынан, біз энергия индуктордың магнит өрісі мен конденсатордың электр өрісі арасында артқа және алға жылжатынын талқылаймыз.

Конденсатордың электр өрісінің және индуктордың магнит өрісінің нәтижелік тербелістері электромагниттік тербелістер деп аталады.

+

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

Электромагниттік генератор

+

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

Электромагниттік генератор

Электромагниттік генератор

Электромагниттік генератор

Біз білеміз, бұл шешім түрі:

q = Qcos(ωt + φ) x = x0 cos(ωt + φ)

Осы тізбектегі Ток мына формуламен беріледі:

i = −Qωsin(ωt + φ) = − I sin(ωt + φ)

ол v = − v0 sin(ωt + φ) ұқсас

LC oscillator

Types of alternating current waveforms:

For a I vs t graph,

A cycle refers to one complete alternation of I

Period T refers to the time taken to complete one cycle of variation

Frequency f is the number of complete cycles of variation in one second

Instantaneous current refers to the current value at an instant of time.

Peak current value Io refers to the maximum current during the cycle or the amplitude of the a.c. signal.

Peak to peak value is the difference between the positive and negative Io value. For sinusoidal a.c., the peak to peak value is 2 Io.

Now it's your turn!

Period, T

The number of cycles a sine wave will complete in one second(fractions are okay). The unit is cycles/second or Hertz (Hz).

The longer the period, the lower the frequency is.

The shorter the period, the higher the frequency is.

Frequency, f

Motors are used in the alternators in coal- and gas-powered electric generation stations. One full rotation of the motor shaft produces one complete cycle of the ac electricity produced.

Position of the motor shaft is measured in radians (rad) or degrees (o).

1 rad = 57.3o

2p rad = 360o

Angular frequency

Peak amplitude

Peak-to-Peak amplitude

Amplitude

RMS Values

Question 1

Measure the approximate period, frequency and peak-to-peak pd of the trace opposite if:

Time base = 5ms cm-1

Y-gain = 5V cm-1

period = 50ms / 6 ≈ 8.7ms

frequency ≈ 115 Hz

peak-to-peak pd ≈ 20V

Question 2

Measure the approximate period, frequency and peak pd of the trace opposite if:

Time base = 2ms cm-1

Y-gain = 0.5V cm-1

period = 20ms / 12 ≈ 1.7ms

frequency ≈ 600 Hz

peak pd ≈ 1.3V

Instantaneous Value

Instantaneous value or amplitude is the magnitude of the sinusoid at a point in time.