Gelombang AC

Dioda 2 Penyearah Gelombang AC ke DC (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Gelombang AC

Litar Elektrik AC


soalan 1

Gelombang radio terdiri daripada medan elektrik dan magnet yang berayun, yang memancar dari sumber AC kekerapan tinggi pada (hampir) kelajuan cahaya. Satu ukuran penting gelombang radio ialah panjang gelombangnya, ditakrifkan sebagai jarak gelombang bergerak dalam satu kitaran lengkap.

Katakan pemancar radio beroperasi pada kekerapan tetap 950 kHz. Kirakan panjang gelombang anggaran (λ) gelombang radio yang berpunca dari menara pemancar, dalam unit jarak metrik meter. Juga, tulis persamaan yang anda gunakan untuk menyelesaikan λ.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

λ ≈ 316 meter

Saya akan membiarkan anda mencari persamaan dengan anda sendiri!

Nota:

Saya dengan sengaja menghilangkan halaju cahaya, serta persamaan masa / jarak / halaju, supaya pelajar perlu melakukan penyelidikan mudah yang mengira nilai ini. Konsep-konsep ini tidak melebihi pelajar sains peringkat sekolah tinggi, dan tidak menimbulkan kesukaran sama sekali untuk pelajar-pelajar peringkat kolej untuk mencari sendiri.

Soalan 2

Apakah perbezaan antara DC dan AC elektrik "# 2"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

DC adalah akronim yang bermaksud Direct Current : iaitu arus elektrik yang bergerak dalam satu arah sahaja. AC adalah akronim yang bermaksud Pengalihan Semasa : iaitu, arus elektrik yang secara berkala membalik arah ("ganti").

Bateri elektrokimia menjana DC, seperti sel solar. Mikrofon menjana AC apabila mengesan gelombang bunyi (getaran molekul udara). Terdapat banyak, banyak sumber lain DC dan AC elektrik daripada apa yang saya sebutkan di sini!

Nota:

Bincangkan sedikit sejarah AC versus DC dalam sistem kuasa awal. Pada masa awal kuasa elektrik di Amerika Syarikat, terdapat perdebatan yang hangat antara penggunaan DC versus AC. Thomas Edison memperjuangkan DC, sementara George Westinghouse dan Nikola Tesla menganjurkan AC.

Ia mungkin berbaloi untuk menyatakan bahawa hampir semua kuasa elektrik di dunia dijana dan diagihkan sebagai AC (Alternating Current), dan bukan sebagai DC (dengan kata lain, Thomas Edison kehilangan pertempuran AC / DC!). Bergantung pada tahap kelas yang anda ajar, ini mungkin atau mungkin bukan masa yang baik untuk menerangkan mengapa kebanyakan sistem kuasa menggunakan AC. Sama ada cara, pelajar anda mungkin bertanya mengapa, jadi anda harus bersedia untuk menjawab soalan ini dengan cara tertentu (atau minta mereka melaporkan apa-apa penemuan mereka sendiri!).

Soalan 3

Arus bergantian yang dihasilkan oleh penjana elektromekanik (atau alternator seperti yang kadang-kadang ditetapkan) biasanya mengikuti corak gelombang sinus dari masa ke masa. Plot gelombang sinus pada graf berikut, dengan mengesan ketinggian vektor berputar di dalam bulatan ke kiri graf:

Untuk menggambarkan prinsip di sini, saya akan menunjukkan bagaimana titik diplot untuk putaran 45 o :

Anda mungkin ingin menggunakan protractor untuk menandakan sudut-sudut dengan tepat di sepanjang putaran bulatan, dalam membuat plot gelombang sinus anda.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Bagi ramai pelajar, ini mungkin kali pertama mereka menyedari fungsi trigonometri ada kaitan dengan elektrik! Voltan dan arus yang dalam litar AC mungkin berubah mengikut fungsi matematik yang terdapat dalam kalkulator mereka adalah sesuatu wahyu. Bersedia untuk membincangkan mengapa mesin elektromagnet berputar secara semulajadi menghasilkan bentuk gelombang sedemikian. Juga, dorong pelajar untuk membuat sambungan kognitif di antara pembolehubah bebas fungsi sinus (sudut, dinyatakan dalam unit darjah dalam soalan ini) kepada putaran aci sebenar dalam penjana sebenar.

Soalan 4

Gunakan istilah berikut untuk graf voltan AC yang diukur dari masa ke masa:

Kekerapan
Tempoh
Hertz
Amplitud

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Seperti biasa, adalah lebih penting untuk dapat menerapkan istilah kepada contoh kehidupan sebenar daripada menghafal definisi untuk istilah itu. Dalam pengalaman saya, ramai pelajar lebih suka menghafal definisi untuk terma dan bukannya melalui kesulitan memahami bagaimana syarat-syarat tersebut berlaku untuk kehidupan sebenar. Pastikan pelajar menyedari betapa dan mengapa terma AC ini terpakai kepada bentuk gelombang seperti ini.

Soalan 5

Frekuensi yang digunakan untuk dinyatakan dalam unit kitaran sesaat, disingkatkan sebagai CPS . Sekarang, unit standard ialah Hertz . Terangkan maksud unit kekerapan yang usang: apakah, sebenarnya, bermakna voltan atau arus AC mempunyai bilangan x "kitaran sesaat" # 5 "> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Setiap kali voltan AC atau semasa mengulangi sendiri, selang itu dipanggil kitaran . Kekerapan, iaitu kadar di mana voltan AC atau semasa mengulangi sendiri dari masa ke masa, boleh diwakili dari segi kitaran (pengulangan) sesaat.

Nota:

Galakkan pelajar anda untuk membincangkan asal-usul unit baru (Hertz), dan bagaimana ia sebenarnya berkomunikasi kurang maklumat mengenai perkara yang diukur daripada unit lama (CPS).

Soalan 6

Sekiranya voltan AC mempunyai kekerapan 350 Hz, berapa lama (dalam masa) adalah tempohnya?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tempoh = 2.8571 milisaat

Nota:

Adalah penting bagi pelajar merealisasikan hubungan timbal balik antara kekerapan dan tempoh. Satu ialah kitaran sesaat manakala yang lain adalah saat setiap kitaran .

Soalan 7

Jika satu-satunya instrumen yang anda miliki untuk mengesan isyarat voltan AC ialah penceramah audio, bagaimana anda boleh menggunakannya untuk menentukan yang mana dua bentuk gelombang voltan AC mempunyai tempoh yang paling besar?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Menyambung pembesar suara ke setiap sumber voltan AC, satu demi satu, akan menghasilkan dua nada audio yang berbeza dihasilkan oleh pembesar suara. Nada mana yang lebih rendah di padang adalah bentuk gelombang dengan tempoh yang paling besar.

Nota:

Pembicara audio adalah alat yang luar biasa untuk digunakan dalam mengajar teori AC, kerana ia menggunakan pengertian manusia bahawa kebanyakan instrumen tidak. Saya telah membina instrumen pendengaran berasaskan fon kepala mudah untuk kegunaan makmal saya sendiri, dan telah mendapati ia tidak ternilai, terutamanya tanpa adanya osiloskop. Terdapat banyak telinga terlatih yang boleh membezakan mengenai bentuk gelombang AC berdasarkan jumlah dan nada!

Soalan 8

Tentukan kekerapan bentuk gelombang yang mempunyai tempoh 1.4 milisaat (1.4 ms).

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

f = 714.29 Hz

Nota:

Adalah penting bagi pelajar merealisasikan hubungan timbal balik antara kekerapan dan tempoh. Satu adalah kitaran sesaat manakala yang lain adalah saat setiap kitaran .

Soalan 9

Arus bergantian yang dihasilkan oleh penjana elektromekanik (atau alternator seperti yang kadang-kadang ditetapkan) biasanya mengikuti corak gelombang sinus dari masa ke masa. Menggunakan kalkulator, atau set "jadual trig, " plot gelombang sinus pada graf berikut:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Bagi ramai pelajar, ini mungkin kali pertama mereka menyedari fungsi trigonometri ada kaitan dengan elektrik! Voltan dan arus yang dalam litar AC mungkin berubah mengikut fungsi matematik yang terdapat dalam kalkulator mereka adalah sesuatu wahyu. Bersedia untuk membincangkan mengapa mesin elektromagnet berputar secara semulajadi menghasilkan bentuk gelombang sedemikian. Juga, dorong pelajar untuk membuat sambungan kognitif di antara pembolehubah bebas fungsi sinus (sudut, dinyatakan dalam unit darjah dalam soalan ini) kepada putaran aci sebenar dalam penjana sebenar.

Soalan 10

Tentukan istilah berikut:

Kekerapan
Panjang gelombang
Kitaran
Hertz
Amplitud
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Istilah ini sangat mudah untuk mencari definisi untuk, dari pelbagai sumber. Saya akan memberitahu anda apa yang mereka maksudkan untuk diri sendiri!

Nota:

Unit "Hertz" adalah contoh bagaimana label yang dijelaskan secara tersirat seperti "kitaran sesaat" (CPS) digantikan oleh seseorang yang tidak mempunyai makna objektif sama sekali. Sama seperti bagaimana "Celsius" menggantikan "Centigrade" sebagai nama metrik rasmi untuk satu unit pengukuran suhu. Maafkan saya untuk melangkah di kotak sabun saya di sini, tetapi perubahan seperti ini benar-benar mengganggu saya.

Adalah penting untuk memahami bahawa istilah ini dikenakan kepada fenomena bukan elektrik serta elektrik. Penerapan luas istilah-istilah tersebut membolehkan pemahaman yang lebih mudah. Tanyakan kepada pelajar anda untuk memberikan contoh umum istilah ini dalam kehidupan seharian. Petunjuk: muzik adalah konteks yang sangat baik untuk soalan ini!

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →