Номер 1, страница 36, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 70. Переменный электрический ток. Вопросы и задания - номер 1, страница 36.

Условие.

1. Что такое переменный ток?

Решение.

1. Переменный ток (AC – от англ. Alternating Current) — это электрический ток, который периодически изменяет свое направление и величину с течением времени. В отличие от постоянного тока (DC), который течет только в одном направлении с постоянной силой, переменный ток многократно меняет полярность.

Наиболее распространенной формой переменного тока является синусоидальный ток. Его мгновенное значение силы тока $\text{i}$ или напряжения $\text{u}$ можно описать следующими формулами:
$i(t) = I_{max} \sin(\omega t + \phi_0)$
$u(t) = U_{max} \sin(\omega t + \phi_0)$
где:
$I_{max}$ и $U_{max}$ — амплитудное (максимальное) значение силы тока и напряжения;
$\omega$ — угловая частота, связанная с линейной частотой $\text{f}$ соотношением $\omega = 2\pi f$;
$\text{t}$ — время;
$\phi_0$ — начальная фаза колебаний.

Ключевые характеристики переменного тока:

• Частота ($\text{f}$): количество полных циклов (колебаний) за одну секунду. Измеряется в герцах (Гц). В России и большинстве стран Европы стандартная частота в электросетях составляет 50 Гц.

• Период ($\text{T}$): время одного полного цикла. Он обратно пропорционален частоте: $T = 1/f$.

• Амплитуда ($I_{max}, U_{max}$): максимальное значение силы тока или напряжения, достигаемое в течение периода.

• Действующее (эффективное) значение: Поскольку среднее значение переменного тока за период равно нулю, его тепловое действие оценивают по действующему значению. Это такое значение постоянного тока, которое выделяет в проводнике то же количество теплоты за то же время. Для синусоидального тока действующие значения связаны с амплитудными: $I_{действ} = \frac{I_{max}}{\sqrt{2}}$ и $U_{действ} = \frac{U_{max}}{\sqrt{2}}$. Именно действующее значение напряжения (например, 220 В) указывается для бытовых сетей.

Главное преимущество переменного тока — возможность легко изменять (трансформировать) напряжение с помощью трансформаторов. Это позволяет эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния при высоком напряжении (для минимизации потерь) и затем понижать его до безопасных значений для конечных потребителей.

Ответ: Переменный ток — это электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению с течением времени, чаще всего по синусоидальному закону. Его главное преимущество — лёгкость трансформации, что позволяет эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния.