План – конспект теоретичного уроку з предмету “Електротехніка з основами промислової електроніки” Тема уроку: №17 Коло змінного струму з активним, індуктивним, ємнісним

Про матеріал

Мета уроку: Навчальна: сформувати знання про властивості кола змінного струму з активними і реактивними опорами. Виховна: виховувати культуру праці, працелюбність, повагу до праці. Розвиваюча: розвивати мислення, сприяти всебічному розвитку учнів, розвивати пам`ять, мислення. Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Перегляд файлу

План – конспект теоретичного уроку з предмету

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку: №17 Коло змінного струму з активним, індуктивним, ємнісним опорами.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про властивості кола змінного струму з активними і реактивними опорами.
Виховна: виховувати культуру праці, працелюбність, повагу до праці.
Розвиваюча: розвивати мислення, сприяти всебічному розвитку учнів, розвивати пам`ять, мислення.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Наочні засоби :

плакати.

2) зразки активного, індуктивного, ємнісного опорів.

СТРУКТУРА УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина уроку.

2. Актуалізація опорних знань учнів.

3. Постановка завдань уроку.

4. Пояснення нової теми.

5. Оперативний контроль вивченого на уроці.

6. Закріплення теми уроку (практичне завдання).

7. Систематизація та узагальнення знань.

8. Підсумок уроку:

а) підведення підсумків розглянутих на уроці знань

б) пояснення домашнього завдання

в) оцінювання знань учнів.

ХІД УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина

Налаштування психологічного настрою учня на продуктивну роботу

взаємне вітання;
перевірка наявності учнів;
організація уваги учнів до уроку.

2. Актуалізація та корекція опорних знань учнів

Актуалізація мотиваційних резервів учня шляхом фронтального опитування учнів з пройденого раніше матеріалу. Запитання до учнів :

що таке змінний струм ?
які основні визначення змінного струму ?

3) як використовується змінний струм ?

3. Постановка завдання уроку

Сьогодні на уроці ми вивчимо властивості кола змінного струму з активним, індуктивним, ємнісним опорами.

4. Пояснення нової теми

Опір в ланцюзі синусоїдального струму

Якщо напруга підключити до опору R, то через нього течє струм

(1.1)

Аналіз виразу (1.1) показує, що напруга на опорі і струм, що протікає через нього, співпадають по фазі.
Формула (1.1) в комплексній формі запису має вигляд

(1.2)

де і - комплексні амплітуди струму і напруги.
Комплексному рівнянню (1.2) відповідає векторна діаграма (мал. 1).

мал.1

      З аналізу діаграми виходить, що вектори напруги і струму співпадають по напряму.
   Опір ділянки ланцюга постійному струму називається омічним, а опір тієї ж ділянки змінному струму - активним опором.
   Активний опір більше омічного через явище поверхневого ефекту. Поверхневий ефект полягає в тому, що струм витісняється з центральних частин до периферії перетину провідника.

Індуктивна котушка в ланцюзі синусоїдального струму

Спочатку розглянемо ідеальну індуктивну котушку, активний опір якої рівний нулю. Хай по ідеальній котушці з індуктивністю L протікає синусоїдальний струм . Цей струм створює в індуктивній котушці змінне магнітне поле, зміна якого викликає в котушці ЕРС самоіндукції

(1.3)

Ця ЕРС врівноважується напругою, підключеною до котушки: u = eL = 0.

(1.4)

Таким чином, струм в індуктивності відстає по фазі від напруги на 90° через явище самоіндукції.
Рівняння вигляду (1.4) для реальної котушки, що має активний опір R, має наступний вигляд:

(1.5)

Аналіз виразу (1.5) показує, що ЕРС самоіндукції надає перешкоду (опір) протіканню змінного струму, через що струм в реальній індуктивній котушці відстає по фазі від напруги на деякий кут φ(0°< φ < 90°), величина котрого залежить від співвідношення R та L. Формула (1.5) в комплексній формі запису має вид:

(1.6)

         де ZL - повний комплексний опір індуктивної котушки ;
                  ZL- модуль комплексного опору;
               - початкова фаза комплексного опору;
            - індуктивний опір (фіктивна величина, що характеризує реакцію електричного ланцюга на змінне магнітне поле).
         Повний опір індуктивної котушки або модуль комплексного опору

Комплексному рівнянню (1.6) відповідає векторна діаграма (мал.2).

Мал. 2

З аналізу діаграми видно, що вектор напруги на індуктивності випереджає вектор струму на 90º.
У ланцюзі змінного струму напруги на ділянках ланцюги складаються не арифметично, а геометрично, то перейдемо до подібного трикутника опорів (мал. 3).