Номер 1, страница 178 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 40. Переменный электрический ток. Задание 36 - номер 1, страница 178.

Условие.

1. Чем отличается переменный ток от постоянного?

Решение.

Переменный и постоянный ток — два фундаментальных вида электрического тока, которые кардинально различаются по своим характеристикам и областям применения. Основное отличие заключается в поведении величины и направления тока с течением времени.

1. Направление и величина тока

Постоянный ток (DC — Direct Current) имеет постоянные направление и величину. Это означает, что электроны в проводнике движутся строго в одном направлении — от отрицательного полюса источника к положительному. Если изобразить график зависимости силы тока от времени, то для идеального постоянного тока это будет прямая линия, параллельная оси времени: $I(t) = const$.

Переменный ток (AC — Alternating Current) периодически изменяет как свою величину, так и направление. Заряженные частицы совершают колебательные движения. В бытовых и промышленных сетях ток изменяется по синусоидальному закону. Это означает, что его значение плавно нарастает от нуля до максимума, затем спадает до нуля, меняет направление, достигает максимума в другом направлении и снова возвращается к нулю, завершая полный цикл. Этот цикл повторяется с определенной частотой (в России и Европе — 50 Гц). Формула для синусоидального тока: $I(t) = I_{max} \cdot \sin(\omega t + \phi)$, где $I_{max}$ — амплитудное значение силы тока, а $\omega$ — циклическая частота.

2. Источники получения

Постоянный ток генерируется гальваническими элементами (батарейками), аккумуляторами, солнечными панелями, термопарами. Также его получают из переменного тока с помощью специальных устройств — выпрямителей, которые являются неотъемлемой частью блоков питания большинства электронных приборов.

Переменный ток вырабатывается мощными генераторами на электростанциях (гидро-, тепловых, атомных). Вращение ротора генератора в магнитном поле индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), которая изменяется по синусоидальному закону.

3. Передача на расстояния и применение

Переменный ток получил глобальное распространение благодаря тому, что его напряжение легко изменять с помощью трансформаторов. Для передачи на большие расстояния напряжение повышают до сотен тысяч вольт, что позволяет значительно снизить силу тока и, следовательно, потери энергии на нагрев проводов ($P_{потерь} = I^2 \cdot R$). Перед подачей потребителю напряжение понижают до безопасных и стандартных значений (например, 220 В). Именно переменный ток течет в розетках наших домов и используется для питания большинства бытовых приборов, освещения и электродвигателей.

Постоянный ток сложнее трансформировать, поэтому его передача на большие расстояния сопряжена с большими потерями (при низких напряжениях). Однако он незаменим для питания всей портативной и стационарной электроники (компьютеров, смартфонов, телевизоров), так как их электронные компоненты (микросхемы, транзисторы) могут работать только от постоянного напряжения. Также он используется в автомобильной электросети, в контактных сетях трамваев и троллейбусов, в процессах электролиза и гальваники.

Ответ: Переменный ток отличается от постоянного тем, что он периодически изменяет свою величину и направление с течением времени (обычно по синусоидальному закону), в то время как постоянный ток течет всегда в одном направлении и имеет неизменную величину. Это фундаментальное различие определяет их источники (генераторы для AC, батареи для DC), возможность эффективной передачи на большие расстояния (преимущество у AC благодаря трансформации) и сферы применения (AC в сетях электроснабжения, DC в электронике).