ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Indukcja i prąd przemiennyklasa 3 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/prad-przemienny/

Fizyka · Indukcja i prąd przemienny · kl. 3

Prąd przemienny

Prąd w gniazdku nie płynie stale w jedną stronę. Jego napięcie zmienia się jak sinusoida – 50 pełnych cykli na sekundę.

ok. 3 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Napięcie przemienne

  • W prądzie przemiennym napięcie i natężenie zmieniają się okresowo: napięcie jest raz dodatnie, raz ujemne, więc prąd co pół okresu zmienia kierunek.
  • Oznaczenia: U(t) — napięcie w chwili t [V]; Umax — napięcie maksymalne (amplituda) [V]; f — częstotliwość [Hz]; T — okres [s]; t — czas [s].
Zapamiętaj

U(t) = Umax · sin(2π · f · t), f = 1 przez T

tU0TUmaxUsk−Umax
Sinusoidalne napięcie przemienne: okres T, wartość maksymalna Umax i wartość skuteczna Usk
  • Okres T to czas jednego pełnego cyklu, częstotliwość f – liczba cykli w ciągu sekundy. Z wykresu odczytujesz T (odległość między sąsiednimi maksimami) i Umax (wysokość szczytu).

2Sieć domowa

  • W polskiej sieci f = 50 Hz, więc T = 1 przez 50 Hz = 0,02 s. W każdym okresie prąd dwa razy zmienia kierunek, czyli 100 razy na sekundę.
  • Napięcie sieci podaje się jako 230 V – to tzw. wartość skuteczna (R); szczyt sinusoidy to ok. 325 V. Prądnice w elektrowniach obracają się tak, by dawać 50 Hz.
Sprawdź, czy rozumiesz

Co odczytasz z wykresu napięcia przemiennego jako odległość między sąsiednimi maksimami na osi czasu?

3Transformator

  • (treść fakultatywna – decyduje nauczyciel) Transformator to dwie zwojnice na wspólnym rdzeniu z żelaza. Prąd przemienny w pierwszej wytwarza zmienne pole, które indukuje napięcie w drugiej. Więcej zwojów w drugiej zwojnicy – wyższe napięcie, mniej – niższe. Prąd przemienny łatwo więc podwyższyć do przesyłu liniami wysokiego napięcia i obniżyć do 230 V w domu albo do kilku woltów w ładowarce.

4Przykład

  • Dane: Umax = 325 V, f = 50 Hz, t = 0,005 s.
  • Wzór: U(t) = Umax · sin(2π · f · t).
  • Obliczenia: 2π · 50 · 0,005 = π przez 2, a sin π przez 2 = 1, więc U = 325 V · 1 = 325 V. Tak samo dla t = 0,01 s (argument π): U = 0, a dla t = 0,015 s (argument 3π przez 2): U = −⁠325 V.
  • Odpowiedź: po ćwierci okresu U = 325 V, po pół okresu 0 V, po trzech czwartych okresu −⁠325 V.
Uwaga na błąd

Pomylenie T z f. Skoro f = 50 Hz, to T = 0,02 s, a nie 50 s.

Sprawdź, czy rozumiesz

Ile razy na sekundę zmienia kierunek prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz?

✎Ściąga: Prąd przemienny

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • U(t) = Umax · sin(2π · f · t), f = 1 przez T
  • Oznaczenia: U(t) — napięcie w chwili t [V]; Umax — napięcie maksymalne (amplituda) [V]; f — częstotliwość [Hz]; T — okres [s]; t — czas [s].
  • Okres T to czas jednego pełnego cyklu, częstotliwość f – liczba cykli w ciągu sekundy. Z wykresu odczytujesz T (odległość między sąsiednimi maksimami) i Umax (wysokość szczytu).
  • Dane: Umax = 325 V, f = 50 Hz, t = 0,005 s.
  • Wzór: U(t) = Umax · sin(2π · f · t).
  • Obliczenia: 2π · 50 · 0,005 = π przez 2, a sin π przez 2 = 1, więc U = 325 V · 1 = 325 V. Tak samo dla t = 0,01 s (argument π): U = 0, a dla t = 0,015 s (argument 3π przez 2): U = −⁠325 V.
  • Odpowiedź: po ćwierci okresu U = 325 V, po pół okresu 0 V, po trzech czwartych okresu −⁠325 V.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Częstotliwość prądu w polskiej sieci wynosi

    1. A50 Hz
    2. B60 Hz
    3. C0,02 Hz
    4. D230 Hz
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 50 Hz – Napięcie w sieci wykonuje 50 pełnych cykli na sekundę; 230 V to wartość skuteczna napięcia, a 0,02 s – okres.

  2. Okres prądu o częstotliwości 50 Hz to

    1. A2 s
    2. B50 s
    3. C0,02 s
    4. D0,5 s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 0,02 s – T = 1/f = 1/50 s = 0,02 s.

  3. Który zapis opisuje sinusoidalne napięcie przemienne?

    1. AU(t) = Umax/t
    2. BU(t) = Umax·sin(2π f t)
    3. CU(t) = Umax·t
    4. DU(t) = Umax
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: U(t) = Umax·sin(2π f t) – Napięcie zmienia się sinusoidalnie z częstotliwością f.

  4. Dla Umax = 325 V i f = 50 Hz napięcie w chwili t = 0,005 s wynosi

    1. A230 V
    2. B325 V
    3. C0 V
    4. D−⁠325 V
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 325 V – Argument sinusa to 2π·50·0,005 = π/2, a sin(π/2) = 1.

  5. Co odczytasz z wykresu napięcia przemiennego jako odległość między sąsiednimi maksimami na osi czasu?

    1. Aczęstotliwość
    2. Bamplitudę
    3. Cnapięcie skuteczne
    4. Dokres
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: okres – Między sąsiednimi maksimami mija jeden pełny cykl, czyli okres.

  6. Napięcie przemienne ma częstotliwość 100 Hz. Jego okres wynosi

    1. A100 s
    2. B0,01 s
    3. C0,001 s
    4. D0,1 s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 0,01 s – T = 1/f = 1/100 s = 0,01 s.

  7. Ile razy na sekundę zmienia kierunek prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz?

    1. A25
    2. B230
    3. C50
    4. D100
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 100 – W każdym okresie prąd zmienia kierunek dwa razy, więc 2·50 = 100 razy na sekundę.

  8. Napięcie 230 V podawane dla gniazdka to

    1. Awartość napięcia w chwili t = 0
    2. Bśrednia wartość napięcia z okresu
    3. Cwartość skuteczna – szczyt sinusoidy wynosi ok. 325 V
    4. Dnajwyższa wartość napięcia w cyklu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: wartość skuteczna – szczyt sinusoidy wynosi ok. 325 V – Szczytowe napięcie jest √2 razy większe: 230 V·√2 ≈ 325 V, a średnia z okresu wynosi 0.

Cały dział „Indukcja i prąd przemienny”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytańFiszki · 9🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Fizyka, klasa 3

Ładunek elektryczny i pole elektryczneKondensator – magazyn energii polaPrawo CoulombaNatężenie pola elektrycznegoEnergia potencjalna, potencjał i napięciePrzewodnik w polu i kondensator płaskiNatężenie, napięcie i prawo OhmaOpór przewodnika i charakterystyki I(U)I prawo Kirchhoffa i napięcia ogniwOpór zastępczy i II prawo KirchhoffaSEM i opór wewnętrzny ogniwaMoc, energia i dane znamionoweCiepło Joule’a–LenzaDioda i instalacja domowaMagnesy i linie pola magnetycznegoIndukcja magnetycznaSiła magnetyczna na ładunek i przewodnik z prądemSiła Lorentza i siła elektrodynamicznaTor cząstki, silnik i przewody równoległeFerromagnetyki i pole magnetyczne ZiemiIndukcja elektromagnetyczna i prądnicaStrumień, SEM indukcji i reguła LenzaWartości skuteczne napięcia i natężeniaTransformator i przesył energiiFale elektromagnetyczne i widmoNatężenie faliDyfrakcja i interferencja na szczelinachSiatka dyfrakcyjnaEfekt Dopplera – wzórZałamanie światła i kąt granicznySoczewki cienkie i obrazyPolaryzacja, prawo Malusa i laserFoton, widma i poziomy energii atomuZjawisko fotoelektryczne i jonizacjaIzotopy i promieniowanie jądroweCzas połowicznego rozpaduDeficyt masy i energia wiązaniaRozszczepienie, synteza i energia gwiazdPromieniowanie jonizujące a organizmFizyka współczesna – treści fakultatywneDoświadczenia z klasy III i opis wynikuDoświadczenia R, model i uzasadnienieRuch harmoniczny – wychylenie, prędkość, przyspieszenieSprężyna, wahadło, energia i rezonansBilans cieplny i przemiany fazoweGaz doskonały – równanie Clapeyrona i przemianyModel kinetyczny gazu i ciepło moloweSilniki cieplne i II zasada termodynamiki