Электрический резонанс. Применение резонанса и борьба с ним.
Submitted by Галина Юрьевна Перминова on Tue, 21/12/2010 - 21:15
Предмет:физика.
Тема:Электрический резонанс. Применение резонанса и борьба с ним.
Продолжительность: 45 мин.
Класс:11 класс.
Учитель: Перминова Галина Юрьевна.
Школа: МОУ «Сернурская средняя (полная) общеобразовательная школа №1» имени Героя Советского Союза А.М. Яналова.
Город: Сернур.
Цель урока: Познакомить с явлением электрического резонанса, выяснить условие резонанса.Показать связь физики как науки с различными видами деятельности. Воспитывать любовь к архитектуре, скульптуре и музыке. Развивать умение излагать материал, пользоваться различными источниками информации, в том числе Интернет. Развивать навыки работы на компьютере.
Оборудование: Звуковой генератор, катушка, батарея конденсаторов, лампа на 3,5В на подставке, двойной ключ. Компьютер, проектор, экран.
Ход урока:
1. Организационный момент. (5 мин) Мы живем в мире колебаний. По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, сводятся к различным формам колебания материи. Речь, музыка, которая вызывает у людей сложные эмоции – это все колебания. Колебания струн, воздуха, пластин и других упругих тел. Колебания играют важную роль в таких ведущих областях техники, как электричество и радио, выработка, передача и потребление электрической энергии, телефония, радиовещание, телевидение, радиолокация - все эти важные отрасли основаны на использовании электрических и электромагнитных колебаний. Трудно назвать такую отрасль, где колебания не играли бы существенной роли.
При вынужденных колебаниях любого вида возможно явление, называемое резонансом (от лат. resono - звучу в ответ, откликаюсь). Вспомним явление механического резонанса, основные понятия и физические величины, характеризующие эти колебания, вспомним условие резонанса, для чего нужно изучать это явление.
2.Повторение: (7мин)
1. Что представляет собой переменный ток?
2. Понятие электромагнитных колебаний?
3. Где могут происходить электромагнитные колебания?
4. Что представляет собой колебательный контур?
5. Каким сопротивлением может обладать цепь переменного тока?
6. Какое сопротивление называют активным?
7. Записать закон Ома для цепи с активным сопротивлением?
8. Какое сопротивление называют емкостным?
9. Записать закон Ома для цепи с емкостным сопротивлением?
10. Какое сопротивление называют индуктивным?
11. Записать закон Ома для цепи с индуктивным сопротивлением?
12. Записать закон Ома для цепи, содержащей резистор, конденсатор и катушку?
13. Что называют резонансом?
14. Что произойдет с силой тока, если сопротивление уменьшится?
Понятие электрического резонанса аналогично определению механического резонанса.
Ученики провели исследовательскую работу, изучая механические колебания, познакомились с профессиями, которые на первый взгляд не связаны с физикой. Представление работы: « Механический резонанс»
3.Объяснение нового материала: (20 мин)
Резонанс – резкое возрастание амплитуды колебаний. В случае электрического резонанса возрастает амплитуда силы тока в цепи. Обратимся к опыту, чтобы выяснить условия резонанса.
1.Изменяя частоту внешнего напряжения, добиваемся того, чтобы яркость лампы
была наибольшая. При максимальном накале лампы ток в цепи максимален, т.е. в цепи резонанс.
2. Изменяем, ёмкость конденсатора, а затем индуктивность катушки (т.е. изменяем собственную частоту колебательной системы). Накал лампы уменьшается, резонанс нарушается.
3. Закорачиваем конденсатор и катушку. Лампа горит тускло, резонанс нарушается.
Из увиденного можно сделать вывод: Сила тока в цепи будет максимальна, если частота переменного тока совпадает с частотой собственных колебаний.
Выведем условие резонанса, используя закон Ома.(на доске записать)
- Когда сила тока будет возрастать? (когда знаменатель уменьшается)
- Когда знаменатель будет иметь наименьшее значение?
(когда емкостное сопротивление равно индуктивному )
Рассчитываем резонансную частоту:
Можно сделать вывод:
если частота переменного тока совпадает с частотой собственных колебаний – наступает резонанс.
Выразим резонансную частоту:
4.Применение резонанса и борьба с ним.(7 мин) А сейчас ученики коротко расскажут основные этапы исследования о применении электрического резонанса.
2.Резонанс в колебательном контуре, содержащем конденсатор емкостью С1= 1мкФ. Наступает при частоте ν1=400Гц. Когда же параллельно конденсатору С1 подключают еще один емкостью С2, резонансная частота становится ν2=100Гц. Найти емкость конденсатора С2. Ответ: С2= 15мкФ
Выразим резонансную частоту: