Умова квазістаціонарності
У разі змінного струму виникає один тонкий момент. Припустимо, що ланцюг складається з кількох послідовно з’єднаних елементів.
Якщо напруга джерела змінюється за синусоїдальним законом, то сила струму не встигає миттєво приймати одне і те ж значення у всій ланцюга – на передачу взаємодій між зарядженими частинками вздовж ланцюга потрібен якийсь час.
Тим часом, як і у випадку постійного струму, нам хотілося б вважати силу струму однаковою у всіх елементах ланцюга. На щастя, у багатьох практично важливих випадках ми дійсно маємо на це право.
Візьмемо, приміром, змінна напруга частоти v = 50 Гц (це промисловий стандарт Росії та багатьох інших країн). Період коливань напруги: T = 1 / v = 0,02 с.
Взаємодія між зарядами передається зі швидкістю світла: c = 3 – 108 м / с. За час, що дорівнює періоду коливань, це взаємодія пошириться на відстань:
Тому в тих випадках, коли довжина ланцюга на кілька порядків менше даної відстані, ми можемо знехтувати часом поширення взаємодії і вважати, що сила струму миттєво приймає одне і те ж значення у всій ланцюга.
Тепер розглянемо загальний випадок, коли напруга коливається з циклічною частотою ш. Період коливань дорівнює T = 2п / ш, і за цей час взаємодія між зарядами передається на відстань cT. Нехай l – довжина ланцюга. Ми можемо знехтувати часом поширення взаємодії, якщо l багато менше cT:
Нерівність (3.99) називається умовою квазістаціонарності. При виконанні цієї умови можна вважати, що сила струму в ланцюзі миттєво приймає одне і те ж значення у всій ланцюга. Такий струм називається квазістаціонарним.
Надалі ми маємо на увазі, що змінний струм змінюється досить повільно і його можна вважати квазістаціонарним. Тому сила струму I у всіх послідовно включених елементах ланцюга буде приймати однакове значення – своє в кожен момент часу. Воно називається миттєвим значенням сили струму.
Related posts:
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Активний опір Розглянемо наступну ланцюг. Він складається з джерела змінної напруги, з’єднувальних проводів і деякої навантаження. Причому індуктивність навантаження дуже мала, а опір R дуже велике. Це навантаження ми раніше називали опором. Тепер будемо називати її активним опором. Активний опір Опір R називають активним, тому що якщо в ланцюзі буде навантаження з таким опором, ланцюг буде поглинати […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Послідовне з’єднання провідників Електричні ланцюги, з якими доводиться мати справу на практиці, звичайно складаються не з одного приймача електричного струму, а з кількох різних, які можуть бути з’єднані між собою по-різному. Знаючи опір кожного і спосіб їх з’єднання, можна розрахувати загальний опір кола. На малюнку 78, а зображено ланцюг послідовного з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 78, […]...
- Граничні і допустимі напруги. Умова міцності Граничним напруженням вважають напруга, при якому в матеріалі виникає небезпечний стан (руйнування або небезпечна деформація). Для пластичних матеріалів граничним напруженням вважають межа плинності, при якому пластичні деформації не зникають після зняття навантаження: σпред = σm. Для крихких матеріалів, де пластичні деформації відсутні, а руйнування виникає по крихкому типом (шийки не утворюється), за максимальне напруження беруть […]...
- Електричний опір – коротко Було відмічено, що напруга пропорційно силі струму. Даним коефіцієнтом пропорційності прийнято вважати величину 1/R. Фізична величина, що знаходиться в знаменнику дробу, називається опором і вимірюється в Омах (Ом). Опір є аналогом сили тертя в динаміці. Дана фізична величина перешкоджає пересуванню струму по провіднику. Хотілося б відзначити, що струм, будучи “ледачим”, прагне до меншого опору. Саме […]...
- RC-ланцюга Раніше були розглянуті електричні ланцюги, в яких використовувалися резистори (радіоелемент, що володіє опором руху електричного струму) або конденсатори (радіоелемент, здатний зберігати електричний заряд). На практиці ці обидва радіоелементу дуже часто використовуються спільно. Електричні ланцюги, в яких присутні і резистори, і конденсатори, називаються RC-ланцюгами. В найпростішого електричного RC-ланцюга, що складається з одного конденсатора і одного резистора, […]...
- Активний опір – доповідь У ланцюзі дії напруги і струму, створює протидію, зниження напруги на активному опорі. Падіння напруги, створене струмом і надає протидія йому, так само активного опору. При протіканні струму по компонентах з активним опором, зниження потужності стає незворотнім. Можна розглянути резистор, на якому виділяється тепло. Виділене тепло не перетворюється назад в електроенергію. Активний опір, також може […]...
- Стороння сила Тим не менш, струм по ланцюгу йде; стало бути, мається сила, “протягувати” заряд крізь джерело всупереч протидії електричного поля клем (рис. 3.43). Ця сила називається сторонньої силою; саме завдяки їй і функціонує джерело струму. Стороння сила FCT не має відношення до стаціонарного електричному полю – у неї, як кажуть, неелектричне походження; в батарейках, наприклад, вона […]...
- Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...
- Закон Ома для ділянки кола, формула Сила струму на ділянці ланцюга дорівнює відношенню напруги на цій ділянці до його опору. Закон Ома висловлює зв’язок між трьома величинами, які характеризують протікання електричного струму в ланцюзі, – силою струму I, напругою U та опором R. Цей закон був встановлений в 1827 р, німецьким вченим Г. Омом і тому має його ім’я. У наведеній […]...
- Послідовне з’єднання резисторів При використанні електричного струму застосовуються електричні ланцюги, різні пристрої яких володіють різними електричними властивостями. Розрахунки розподілу струмів і напруг в таких ланцюгах відіграє важливу роль при конструюванні різноманітних приладів, які споживають енергію електричного струму. Реально електричним опором володіють всі провідники, тобто електричний опір розподілено по всій електричного кола. Однак у багатьох випадках зручно подумки зосередити […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Електронні генератори Розглянемо методи генерування електричних коливань, т. Е. Отримання коливань в системах, що працюють в режимі самозбудження, коли зовнішнє джерело коливань відсутня Такі системи називаються автоколивальними системами або генераторами, а їх коливання – автоколиваннями. Автоколивальних система являє собою нелінійне пристрій, що перетворює енергію джерела постійної ЕРС в енергію коливань. Електронний генератор – це пристрій, що перетворює […]...
- Конденсатор в ланцюзі Запам’ятайте! Неможливо отримати постійний струм в тій ланцюга, де є конденсатор. Він є місцем для розриву протікання струму і зміна його амплітуди. При цьому змінний струм відмінно тече по такому колі, змінюючи полярність конденсатора. При розгляданні такого ланцюга будемо припускати, що в ній є виключно конденсатор. Струм тече проти годинникової стрілки, тобто є позитивним. Як […]...
- Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Застосування нелінійних елементів Спектр струму нелінійних елементів значно складніше, ніж спектр прикладеної напруги. Це дає можливість, використовуючи ланцюга з нелінійними елементами, здійснити ряд важливих радіотехнічних операцій (генерування електричних коливань, модуляцію, детектування та ін.). Лінійні параметричні системи зазвичай на практиці здійснюються на основі нелінійних елементів. Крім того, нелінійні реактивні елементи можуть бути використані не тільки в істотно нелінійному режимі, […]...
- Паралельне з’єднання провідників Інший спосіб з’єднання провідників, застосовуваний у практиці, називається паралельним з’єднанням. На малюнку 79, а зображено паралельне з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 79, б – схема цього з’єднання. Зверніть увагу на важливі особливості такого з’єднання. При паралельному з’єднанні всі вхідні в нього провідники одним своїм кінцем приєднуються до однієї точки ланцюга А, а другим […]...
- Фізика електричного опору А зараз давайте подумаємо ось про що. Нехай до кінців провідника докладено постійна напруга U. Тоді на вільні заряди провідника діє сила з боку стаціонарного електричного поля. Раз є сила – значить, ці заряди повинні рухатися з прискоренням; швидкість їх спрямованого руху буде збільшуватися, а разом з нею буде зростати і сила струму. Але закон […]...
- Межі застосування фізичних законів Теорія, перевірена і підтверджена численними експериментами, може розглядатися як фізичний закон. Однак у кожного закону є межі застосовності. Ці кордони передусім визначаються тією теоретичною моделлю, в рамках якої ми розглядаємо цей закон. Всі закони, яким підкоряється реальний газ, виведені на основі моделі ідеального газу, справедливі тільки для тих умов, при яких властивості реального газу наближені […]...
- Процеси в коливальному контурі Розглянемо наступний коливальний контур. Будемо вважати, що його опір R настільки мало, що їм можна знехтувати. Повна електромагнітна енергія коливального контуру в будь-який момент часу буде дорівнювати сумі енергії конденсатора і енергії магнітного поля струму. Для її обчислення буде використовуватися наступна формула: W = L*i ^ 2/2 + q ^ 2/(2*C). Повна електромагнітна енергія не […]...
- Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...
- Понятійна визначеність як умова формування світорозуміння Дуже важливою умовою формування природничо світорозуміння школярів є термінологічна визначеність / невизначеність у формулюваннях фізичних понять. К. К. Гомоюнов вказав на такі явища в області середньої, спеціальної та вищої освіти, як неадекватність викладу дійсної суті того, що описується, і неприпустимість багатозначності наукових термінів (Гомоюнов, 1983). Вони і призводять до невизначеності у формулюваннях понять і неясності […]...
- Потужність електричного струму Ми знаємо, що потужність чисельно дорівнює роботі, вчиненої в одиницю часу. Отже, щоб знайти середню потужність електричного струму, треба його роботу розділити на час: P = A / t. Де Р – потужність струму (механічну потужність ми позначали буквою N). Робота електричного струму дорівнює добутку напруги на силу струму і на час: А = UIt, […]...
- Закон Ома – реферат Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е. I = E / Rц (7) Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) […]...
- Змінний і трифазний струм Змінний електричний струм, так само як змінна напруга, змінюють свій напрямок і значення протягом певного відрізка часу. Оскільки даний ресурс носить більш прикладний, ніж теоретичний характер, то тут тема змінного електричного струму і напруги буде розглянута в обсязі, достатньому для розуміння суті цих процесів і не більше того. Зміна струму (напруги) в часі можуть мати […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Резонанс в електричному ланцюзі Резонанс – явище збігу частот вимушених і власних коливань системи. Резонанс в електричному ланцюзі Резонанс в електричному ланцюзі буде виражений чітко при малих значеннях активного опору R. Якщо активний опір буде маленьким, то власна циклічна частота коливань в контурі буде обчислюватися за такою формулою: ?0 = 1/? (L*C). Сила струму вимушених коливань повинна досягати максимального […]...
- Вольтметр. Вимірювання напруги Для вимірювання напруги на полюсах джерела струму або на якому-небудь ділянці кола застосовують прилад, званий вольтметром. Вольтметр, використовуваний в шкільних дослідах, показаний на малюнку 65, а, в лабораторних роботах – на малюнку 65, е. Багато вольтметри за зовнішнім виглядом дуже схожі на амперметри. Для відмінності вольтметра від інших приладів на його шкалі ставлять букву V. […]...
- Транзисторний автогенератор типу RC Автогенератори типу LC застосовують в основному на частотах вище 20 кГц, так як для більш низьких частот конструкція таких коливальних контурів громіздка. Для отримання синусоїдальних коливань на низьких частотах застосовують більш прості і дешеві генератори типу RC. Замість коливального контуру в схему включений резистор Rн, а позитивний зворотний зв’язок здійснюється через фазовращательную ланцюг, що складається […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Електричний опір провідників. Одиниці опору Включаючи в електричний ланцюг якого-небудь джерела струму різні провідники і амперметр, можна помітити, що при різних провідниках показання амперметра різні, т. Е. Сила струму в цьому ланцюзі різна. Так, наприклад, якщо замість залізного дроту АВ (рис. 70) включити в ланцюг такої ж довжини і перетину нікелінову дріт CD, то сила струму в ланцюзі зменшиться, а […]...
- ЕРС. Закон Ома для повного кола Дотепер при вивченні електричного струму ми розглядали спрямований рух вільних зарядів у зовнішньому ланцюзі, тобто в провідниках, приєднаних до клем джерела струму. Як ми знаємо, позитивний заряд q: – йде в зовнішній ланцюг з позитивною клеми джерела; – переміщається в зовнішній ланцюга під дією стаціонарного електричного поля, створюваного іншими рухомими зарядами; – приходить на негативну […]...
- Генератори негармонійних коливань В генераторах гармонічних коливань амплітудне і фазовий умови самозбудження виконуються на одній частоті – частоті генерації (точніше – у вузькому інтервалі частот). Генератори негармонійних коливань є широкосмуговими коливальними системами. У цих генераторах зворотний зв’язок велика (β> 1), що за відсутності високодобротних частот – виборчих фільтрів призводить до генерації широкого спектра частот. При цьому форма напруги, […]...
- Коливальний контур Коливальний контур – це замкнутий контур, утворений послідовно з’єднаними конденсатором і котушкою. Коливальний контур є найпростішою системою, в якій можуть відбуватися електромагнітні коливання. Зарядимо конденсатор, підключимо до нього котушку і замкнемо ланцюг. Почнуться вільні електромагнітні коливання – періодичні зміни заряду на конденсаторі і струму в котушці. Вільними, нагадаємо, ці коливання називаються тому, що вони відбуваються […]...