Номер 1, страница 223 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 61. Способы получения электрической энергии. Вопросы после параграфа - номер 1, страница 223.

Условие.

1. Какой электрический ток называют переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?

Решение 1.

Решение 3.

Решение 4.

1. Какой электрический ток называют переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?

Переменным электрическим током называют электрический ток, который периодически изменяется со временем по величине и направлению. В отличие от постоянного тока, который течет в одном направлении с неизменной силой, переменный ток совершает колебания. Графически зависимость силы тока от времени часто представляет собой синусоиду. Такой ток называется синусоидальным, и его мгновенное значение можно описать формулой:

$I(t) = I_{max} \cdot \sin(\omega t + \phi_0)$

где $I(t)$ — мгновенное значение силы тока, $I_{max}$ — амплитудное (максимальное) значение силы тока, $\omega$ — циклическая частота, $t$ — время, а $\phi_0$ — начальная фаза колебаний.

Получить переменный ток можно с помощью простого опыта, демонстрирующего явление электромагнитной индукции. Для этого потребуется:

1. Проволочная рамка (или катушка из нескольких витков провода).

2. Постоянный магнит (например, подковообразный), создающий магнитное поле.

3. Чувствительный гальванометр для регистрации электрического тока.

Рамку, подключенную к гальванометру, помещают в магнитное поле и начинают равномерно вращать. При вращении рамки изменяется магнитный поток $\Phi$, пронизывающий ее контур. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в рамке возникает электродвижущая сила (ЭДС индукции), равная скорости изменения магнитного потока:

$\mathcal{E} = - \frac{d\Phi}{dt}$

Поскольку рамка вращается, угол между направлением магнитного поля и нормалью к плоскости рамки постоянно меняется. Это приводит к тому, что ЭДС и создаваемый ею ток в замкнутой цепи периодически изменяют свое значение и направление. Стрелка гальванометра будет отклоняться то в одну, то в другую сторону от нуля, что и доказывает получение переменного тока.

Ответ: Переменным током называют ток, который периодически изменяется по величине и направлению. Его можно получить в простом опыте, вращая проволочную рамку в магнитном поле и регистрируя возникающий индукционный ток с помощью гальванометра.

2. Где используется?

Переменный ток является основной формой электрической энергии, используемой в мире, благодаря простоте его генерации и, что особенно важно, возможности изменять его напряжение с помощью трансформаторов. Основные области применения:

Электроэнергетика: Переменный ток используется для производства электроэнергии на электростанциях (ТЭС, ГЭС, АЭС) и ее передачи на большие расстояния по линиям электропередачи (ЛЭП). Напряжение повышают до сотен тысяч вольт для минимизации потерь, а затем понижают до бытового уровня перед подачей потребителям.

Бытовое применение: Все бытовые электрические сети являются сетями переменного тока (в России стандартное напряжение — 220 В, частота — 50 Гц). От него работают практически все домашние электроприборы: освещение, холодильники, стиральные машины, кондиционеры, телевизоры, компьютеры (через блоки питания, которые преобразуют переменный ток в постоянный).

Промышленность: В промышленности широко используются двигатели переменного тока (особенно асинхронные), которые приводят в движение станки, конвейеры, насосы и другое оборудование. Также переменный ток применяется для электросварки, электроплавки металлов и промышленного освещения.

Транспорт: Переменный ток используется для питания электровозов на железных дорогах и другого электрического транспорта (например, трамваев и троллейбусов в некоторых системах).

Связь: Высокочастотные переменные токи лежат в основе работы радио, телевидения и мобильной связи, так как именно они используются для создания и передачи радиоволн.

Ответ: Переменный ток используется практически повсеместно: в производстве и передаче электроэнергии на дальние расстояния, в бытовых электросетях для питания приборов, в промышленности для работы электродвигателей и различного оборудования, на электрифицированном транспорте и в системах связи.