ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 · การสั่นและคลื่น

การสั่นสะเทือนของแม่เหล็กไฟฟ้าและกระแสสลับ

วงจรออสซิลเลทอรี รีแอกแตนซ์ และหม้อแปลงไฟฟ้า

32 นาที25 บัตรทฤษฎี

เปิดบทเรียนเชิงโต้ตอบ

สื่อการสอน

แนวคิดพื้นฐาน

วงจรการสั่น

วงจรของตัวเก็บประจุและขดลวดซึ่งเกิดการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้า

พลังงานถ่ายโอนจากสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุไปยังสนามแม่เหล็กของขดลวดและด้านหลังเป็นระยะ

กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ

กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางเป็นระยะ

สำหรับกระแสไซน์ซอยด์ โดยปกติจะใช้ค่าที่มีประสิทธิผล โดยให้ผลทางความร้อนเช่นเดียวกับกระแสตรงที่สอดคล้องกัน

หม้อแปลงไฟฟ้า

อุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าจะทำงานเฉพาะเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง ในแบบจำลองอุดมคติ แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะมาพร้อมกับกระแสไฟฟ้าที่ลดลง

สื่อการสอน

ปริมาณทางกายภาพ

ค่าตัวเก็บประจุ

q

ชาร์จแผ่นตัวเก็บประจุทันที

หน่วย: จี้ · $\mathrm{Kl}$

แอมพลิจูดของการชาร์จ

q_m

โมดูลัสประจุที่ใหญ่ที่สุดของตัวเก็บประจุ

หน่วย: จี้ · $\mathrm{Kl}$

แอมพลิจูดปัจจุบัน

I_m

โมดูลกระแสที่ใหญ่ที่สุดในวงจร

หน่วย: แอมแปร์ · $\mathrm{A}$

ปฏิกิริยาอุปนัย

X_L

ความต้านทานของคอยล์ต่อกระแสสลับ

หน่วย: โอห์ม · $\mathrm{Om}$

ความจุ

X_C

ความต้านทานของตัวเก็บประจุต่อกระแสสลับ

หน่วย: โอห์ม · $\mathrm{Om}$

แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้า

U_m

โมดูลแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใหญ่ที่สุด

หน่วย: โวลต์ · $\mathrm{V}$

แอมพลิจูด EMF

\mathcal{E}_{\max}

โมดูลที่ใหญ่ที่สุดของตัวแปร EMF

หน่วย: โวลต์ · $\mathrm{V}$

แรงดันไฟฟ้าหลัก

U_1

แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดอินพุตของหม้อแปลงไฟฟ้า

หน่วย: โวลต์ · $\mathrm{V}$

แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ

U_2

แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดเอาต์พุตของหม้อแปลง

หน่วย: โวลต์ · $\mathrm{V}$

กระแสหลัก

I_1

ความแรงของกระแสไฟฟ้าในขดลวดอินพุตของหม้อแปลงไฟฟ้า

หน่วย: แอมแปร์ · $\mathrm{A}$

กระแสทุติยภูมิ

I_2

ความแรงของกระแสไฟฟ้าในขดลวดเอาต์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้า

หน่วย: แอมแปร์ · $\mathrm{A}$

จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ

n_1

จำนวนรอบของขดลวดอินพุตของหม้อแปลง

หน่วย: ปริมาณไร้มิติ

จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ

n_2

จำนวนรอบของขดลวดเอาต์พุตของหม้อแปลง

หน่วย: ปริมาณไร้มิติ

สื่อการสอน

สูตรบทเรียน

สูตรของทอมสัน

T=2\pi\sqrt{LC}

คาบของการสั่นตามธรรมชาติของวงจรถูกกำหนดโดยการเหนี่ยวนำและความจุ

ความผันผวนของค่าใช้จ่าย

q=q_m\sin(\omega t+\varphi_0)

ประจุของตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนไปตามเฟสอย่างกลมกลืน

แอมพลิจูดกระแสในวงจร

I_m=q_m\omega

แอมพลิจูดของกระแสไฟฟ้าเท่ากับแอมพลิจูดของประจุคูณด้วยความถี่ไซคลิก

ปฏิกิริยาอุปนัย

X_L=2\pi\nu L

รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นตามความถี่และความเหนี่ยวนำ

ความจุ

X_C=\frac{1}{2\pi\nu C}

ความจุลดลงตามความถี่และความจุที่เพิ่มขึ้น

หน่วยของปฏิกิริยา

[X_L]=[X_C]=1\,\mathrm{Om}

รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟมีหน่วยวัดเป็นโอห์ม

พลังงานของวงจรออสซิลเลเตอร์

W_0=\frac{q_m^2}{2C}=\frac{CU_m^2}{2}=\frac{LI_m^2}{2}

พลังงานทั้งหมดของวงจรถูกถ่ายโอนระหว่างสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุและสนามแม่เหล็กของขดลวด

อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง

\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}

อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงในอุดมคติจะเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนรอบ

กระแสหม้อแปลงในอุดมคติ

\frac{U_1}{U_2}=\frac{I_2}{I_1}

ในหม้อแปลงไฟฟ้าในอุดมคติ แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะมาพร้อมกับกระแสไฟฟ้าที่ลดลง

ไดเรกทอรี

สูตรที่เกี่ยวข้อง

แอมพลิจูดA, xₘ · ม

การปฏิบัติ

งานในหัวข้อ

การสั่นและคลื่น11 ชั้นเรียน · 30 โจทย์