Номер 2, страница 33 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Назовите основные физические величины, характеризующие колебания в цепи переменного тока.

Колебания в цепи переменного тока — это периодические изменения со временем силы тока, напряжения и электродвижущей силы (ЭДС). Эти колебания характеризуются рядом основных физических величин:

Амплитуда колебаний

Это максимальное значение, которого достигает колеблющаяся величина (сила тока, напряжение или ЭДС) за один период. Для переменного тока и напряжения это их максимальные значения, обозначаемые $I_m$ и $U_m$ соответственно. Например, если ток изменяется по гармоническому закону $i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi_0)$, то $I_m$ — это его амплитудное значение. Единицы измерения: ампер (А) для силы тока, вольт (В) для напряжения и ЭДС.

Период колебаний ($\text{T}$)

Это наименьший промежуток времени, через который значения колеблющейся величины полностью повторяются. Иными словами, это время одного полного колебания. Единица измерения в системе СИ — секунда (с).

Частота колебаний ($\nu$ или $\text{f}$)

Это число полных колебаний, совершаемых за единицу времени (например, за 1 секунду). Частота является величиной, обратной периоду: $f = \frac{1}{T}$. Единица измерения в СИ — герц (Гц). В бытовых сетях России и Европы стандартная частота переменного тока составляет 50 Гц.

Циклическая (угловая) частота ($\omega$)

Эта величина показывает скорость изменения фазы колебаний. Она связана с обычной частотой и периодом соотношениями: $\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T}$. Единица измерения — радиан в секунду (рад/с).

Фаза колебаний ($\phi$)

Фаза определяет состояние колебательной системы (мгновенное значение и направление изменения величины) в любой момент времени. Для тока, изменяющегося по закону $i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi_0)$, фазой в момент времени $\text{t}$ является весь аргумент синуса: $\phi(t) = \omega t + \phi_0$. Единица измерения — радиан (рад).

Начальная фаза ($\phi_0$)

Это значение фазы колебаний в начальный момент времени ($t=0$). Она характеризует начальное состояние системы и вместе с амплитудой полностью определяет гармоническое колебание.

Действующее (эффективное) значение

Для практических измерений и расчетов (например, мощности) используют действующие (эффективные) значения тока ($\text{I}$) и напряжения ($\text{U}$). Действующее значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, который, проходя через то же сопротивление за то же время, выделит такое же количество теплоты. Для синусоидального тока и напряжения связь между действующими и амплитудными значениями выражается формулами: $I_{действ} = \frac{I_m}{\sqrt{2}}$ и $U_{действ} = \frac{U_m}{\sqrt{2}}$. Большинство измерительных приборов (амперметры, вольтметры) в цепях переменного тока показывают именно действующие значения.

Ответ:

Основными физическими величинами, характеризующими колебания в цепи переменного тока, являются: амплитуда (силы тока, напряжения, ЭДС), период, частота, циклическая (угловая) частота, фаза и начальная фаза колебаний, а также действующие (эффективные) значения силы тока и напряжения.