Номер 21.8, страница 107 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.8, страница 107.

Условие.

21.8. Чем отличается переменный ток от постоянного?

Решение.

Переменный ток отличается от постоянного тем, что его параметры — сила тока и направление — изменяются с течением времени, в то время как у постоянного тока они остаются неизменными.

Постоянный ток (DC — Direct Current)

Это электрический ток, у которого сила и направление не изменяются со временем. Направленное движение заряженных частиц происходит строго в одну сторону. График зависимости силы тока $\text{I}$ от времени $\text{t}$ для постоянного тока представляет собой прямую линию, параллельную оси времени ($I = \text{const}$). Источниками постоянного тока являются гальванические элементы (батарейки), аккумуляторы, солнечные панели. Постоянный ток используется в большинстве электронных устройств, таких как компьютеры, смартфоны и светодиодные схемы.

Переменный ток (AC — Alternating Current)

Это электрический ток, у которого сила и направление периодически изменяются во времени. Чаще всего эти изменения происходят по синусоидальному закону, который описывается формулой $i(t) = I_{max} \sin(\omega t + \phi_0)$, где $I_{max}$ — это амплитудное (максимальное) значение силы тока, $\omega$ — циклическая частота, а $\text{t}$ — время. Заряженные частицы в проводнике при переменном токе совершают колебательные движения. Главное преимущество переменного тока заключается в том, что его напряжение можно легко повышать или понижать с помощью трансформаторов, что делает его незаменимым для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями. Источниками переменного тока являются генераторы на электростанциях, и именно он течет в бытовых розетках.

Основные отличия

Направление движения зарядов: у постоянного тока оно неизменно, у переменного — периодически меняется на противоположное.

Величина силы тока: у постоянного тока она постоянна, у переменного — непрерывно изменяется от нуля до своего максимального значения и обратно.

Частота: частота постоянного тока по определению равна нулю ($f=0$ Гц). Переменный ток характеризуется ненулевой частотой (стандарт в России и Европе — $\text{50}$ Гц, в США — $\text{60}$ Гц).

Трансформация напряжения: напряжение переменного тока легко изменяется (трансформируется), что технически сложно и менее эффективно для постоянного тока.

Ответ: Переменный ток отличается от постоянного тем, что его сила и направление периодически изменяются с течением времени, в то время как у постоянного тока эти характеристики остаются неизменными. Это фундаментальное различие определяет их свойства и области применения: переменный ток используется для генерации и передачи электроэнергии на большие расстояния, а постоянный — для питания большинства электронных приборов.