План-конспект урока по физике. Резонанс в электрической цепи

Цель урока: формировать понятие резонанса, который может возникать не только в механических системах, но и в электромагнитных колебательных системах, особенно широко это явление применяется в радиосвязи.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса

1. На доске начертить схему подключения, вывести формулу, начертить график зависимости силы тока и напряжения от времени:

А) для активного сопротивления;

Б) для емкостного сопротивления

В) для индуктивного сопротивления

2. Решить задачу. Резистор, катушка и конденсатор соединены, последовательно и включены в

Электрическую цепь, по которой течет ток 0,8 А. Активное сопротивление цепи 50 Ом,

Напряжение в цепи 200 В. Вычислить полное сопротивление цепи, коэффициент мощности

И активную мощность.

R – полное сопротивление цепи; I – действующее значение силы тока ; U – действующее значение напряжения. R=U/I = 200/0,8 = 250 Ом; Р= I2RAK; P= I U QUOTE ; P= (0,8)2·200= 32 Вт.

QUOTE = Р/I U = 32/160= 0,2.

Изучение нового материала

В механических системах, совершающих колебания, резонанс наступает, если мал коэффициент трения. В электромагнитной системе резонанс может наступить при малом активном сопротивлении. От этого сопротивления проводник нагревается.

Собственная частота колебаний в контуре, если активное сопротивление мало, вычисляется по формуле: ω0= 1/ QUOTE ;

При вынужденных колебаниях I= max, когда частота меняющегося напряжения равна собственной частоте контура: ω= ω0 = 1/ QUOTE

Резонансом в электрической цепи называют Явление резкого возрастания амплитуды, вынужденных колебаний силы тока, при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.

Амплитуда силы тока при резонансе.

При резонансе в электрической цепи мощность в контуре Р=max, когда сила тока и напряжение совпадают по фазе. После включения внешнего переменного напряжения резонанс для силы тока

       

Устанавливается постепенно. Амплитуда силы тока увеличивается, до тех пор, пока энергия выделившаяся на резисторе, не будет равна внешней энергии, поступившей в контур за это время.

Выразим это с помощью формул: Im2 R/2 = UmIm/2; упростим выражение: ImR= Um;

Найдем амплитуду силы тока: Im= Um/R.

Если R→0, амплитуда тока начинает резко возрастать: ( Im)РЕЗ→ QUOTE . Если R увеличивается, сила тока уменьшается. При большом сопротивлении ( R ) – резонанс не наступает.

На графике представлены зависимости амплитуды силы тока от частоты при различных сопротивлениях (R1< R2< R3).

Демонстрация увеличения напряжения на конденсаторе и катушке индуктивности при увеличении силы тока. Для демонстрации собирают установку, которая изображена в учебнике. Учащиеся наблюдают, как с увеличением частоты внешнего напряжения меняется сила тока

( показания амперметра) и напряжение на катушке или конденсаторе (показания вольтметра).

Величины могут увеличиваться в десятки и даже в сотни раз.

Использование резонанса в радиосвязи – сообщение учащегося.

Вред от резонанса в электрической цепи – сообщение учащегося.

Вывод: в электрической цепи может наступить резонанс – резкое возрастание амплитуды силы тока и напряжения при совпадении частот внешнего напряжения и собственных колебаний контура. Наибольшее применение резонанс нашел в радиосвязи.

Закрепление изученного материала

1. Электрон пролетает между пластинами конденсатора, какую траекторию он опишет, если

На него подано: а) переменное напряжение высокой частоты; б) постоянное напряжение.

Ответы: а) параболу; б) синусоиду.

2. Какова разность фаз между колебаниями I и U при резонансе.

3. Когда наиболее отчетливо выражены резонансные свойства контура. ( при R→0).

Домашнее задание: §35, № 975, 979.

1 star2 stars3 stars4 stars5 stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)
plan-konspekt-uroka-po-fizike-tema-rezonans-v-elektricheskoj-cepi/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Рефератов нет, есть поурочные планы и разработки уроков