Номер 1, страница 196 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Электромагнитные явления. Параграф 48. Электромагнитные колебания. Вспомните - номер 1, страница 196.

Условие.

Что такое переменный ток?

Решение.

Переменный ток (англ. Alternating Current, AC) — это электрический ток, который с течением времени периодически изменяется по величине (модулю) и направлению. Это его основное отличие от постоянного тока (Direct Current, DC), который течет в одном направлении и имеет постоянную величину.

В подавляющем большинстве случаев в электроэнергетике и бытовых сетях используется синусоидальный переменный ток. Это означает, что мгновенное значение силы тока $\text{i}$ (или напряжения $\text{u}$) изменяется со временем по гармоническому (синусоидальному или косинусоидальному) закону.

Математически это выражается следующей формулой:

$i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi_0)$

где:

• $i(t)$ – мгновенное значение силы тока в момент времени $\text{t}$;
• $I_m$ – амплитудное (максимальное) значение силы тока;
• $\omega$ – угловая (циклическая) частота, измеряемая в радианах в секунду (рад/с). Она связана с линейной частотой $\text{f}$ соотношением $\omega = 2\pi f$;
• $\text{t}$ – время;
• $\phi_0$ – начальная фаза колебаний, которая определяет значение тока в начальный момент времени ($t=0$).

Основные характеристики переменного тока:

1. Период ($\text{T}$) – это время, за которое происходит одно полное колебание тока. Измеряется в секундах. $T = \frac{1}{f} = \frac{2\pi}{\omega}$.
2. Частота ($\text{f}$) – это число полных колебаний, совершаемых током за одну секунду. Измеряется в герцах (Гц). В бытовых электросетях России и стран Европы стандартная частота составляет 50 Гц, в США и некоторых других странах — 60 Гц.
3. Амплитуда ($I_m, U_m$) – максимальное значение силы тока или напряжения за период.
4. Действующее (эффективное) значение. Поскольку переменный ток постоянно меняется, для оценки его действия вводят действующее значение. Для синусоидального тока действующее значение силы тока $\text{I}$ связано с амплитудным $I_m$ как $I = \frac{I_m}{\sqrt{2}}$. Именно действующие значения напряжения (например, 220 В) и силы тока показывают бытовые измерительные приборы (вольтметры, амперметры).

Главное преимущество переменного тока заключается в том, что его напряжение и силу тока можно легко и с малыми потерями изменять с помощью трансформаторов. Это позволяет эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния при очень высоком напряжении (для уменьшения потерь), а затем понижать его до безопасных значений для конечных потребителей.

Ответ: Переменный ток — это электрический ток, который периодически изменяет свою величину и направление с течением времени. Чаще всего он изменяется по синусоидальному закону и характеризуется частотой, периодом и амплитудой.