Номер 1, страница 33 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. Что такое переменный ток?

1. Что такое переменный ток? Переменный ток (AC – от англ. Alternating Current) – это электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению с течением времени. В отличие от постоянного тока (DC), который течет в одном направлении с постоянной или медленно меняющейся силой, переменный ток многократно в секунду меняет направление своего движения на противоположное.

Чаще всего эти изменения происходят по синусоидальному закону, поэтому такой ток называют синусоидальным. График зависимости силы тока или напряжения от времени в этом случае представляет собой синусоиду. Мгновенное значение силы синусоидального переменного тока $i(t)$ в момент времени $\text{t}$ описывается уравнением: $i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi_0)$ В этой формуле: $I_m$ – это амплитудное (максимальное) значение силы тока; $\omega$ – угловая (циклическая) частота; $(\omega t + \phi_0)$ – фаза колебаний в момент времени $\text{t}$; $\phi_0$ – начальная фаза колебаний.

Ключевыми характеристиками переменного тока являются:
Частота ($\text{f}$) – число полных колебаний, совершаемых током за одну секунду. Измеряется в герцах (Гц). В бытовых сетях России и большинства стран Европы стандартная частота составляет 50 Гц.
Период ($\text{T}$) – время одного полного колебания. Период связан с частотой соотношением $T = 1/f$.
Амплитуда ($I_m$, $U_m$) – максимальное значение силы тока или напряжения за один период.
Действующее (эффективное) значение. Поскольку ток постоянно меняется, для оценки его действия вводят действующие значения тока ($\text{I}$) и напряжения ($\text{U}$). Это такие значения постоянного тока и напряжения, которые произвели бы ту же работу (например, тепловой эффект) за то же время. Для синусоидального тока действующие значения связаны с амплитудными по формулам: $I = I_m / \sqrt{2}$ и $U = U_m / \sqrt{2}$. Именно действующие значения показывают большинство вольтметров и амперметров в цепях переменного тока, и именно они указываются в характеристиках электроприборов (например, 230 В в сети).

Основное преимущество переменного тока, обусловившее его широкое распространение, – это возможность его трансформации, то есть легкого повышения или понижения напряжения с помощью трансформаторов при очень малых потерях энергии. Это позволяет передавать электроэнергию на большие расстояния с минимальными потерями (при очень высоком напряжении и, соответственно, малом токе), а затем у конечного потребителя понижать напряжение до безопасных и удобных для использования значений.

Ответ: Переменный ток — это электрический ток, который периодически изменяет свою величину и направление. Наиболее распространен синусоидальный переменный ток, который повсеместно используется в бытовых и промышленных электросетях благодаря тому, что его напряжение можно легко изменять (трансформировать), что позволяет эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния.