Номер 3, страница 63 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

3. Какой ток называют переменным? Что такое период, частота, фаза переменного тока?

Какой ток называют переменным?

Переменным током (AC — Alternating Current) называют электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению с течением времени. В отличие от постоянного тока (DC — Direct Current), который течет в одном направлении и имеет постоянную величину, переменный ток многократно меняет свое направление на противоположное и его значение колеблется. Наиболее распространенной и важной формой переменного тока является синусоидальный ток, при котором сила тока и напряжение изменяются во времени по закону синуса или косинуса. Именно такой ток используется в бытовых и промышленных электросетях.

Ответ: Переменным током называют электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению с течением времени.

Что такое период переменного тока?

Период переменного тока — это наименьший промежуток времени, по истечении которого мгновенные значения силы тока (или напряжения) повторяются. Другими словами, это время одного полного цикла колебаний. Период обозначается буквой $T$ и измеряется в системе СИ в секундах (с). Период является величиной, обратной частоте тока $\nu$ (или $f$).

Формула связи периода и частоты: $T = \frac{1}{\nu}$

Ответ: Период ($T$) — это время, за которое переменный ток совершает одно полное колебание; измеряется в секундах.

Что такое частота переменного тока?

Частота переменного тока — это физическая величина, равная количеству полных циклов (колебаний) переменного тока, совершаемых за одну секунду. Частота обозначается греческой буквой $\nu$ (ню) или латинской $f$. Единицей измерения частоты в системе СИ является герц (Гц, Hz). 1 Гц соответствует одному колебанию в секунду. Частота является величиной, обратной периоду $T$.

Формула связи частоты и периода: $\nu = \frac{1}{T}$

В бытовых электросетях России и большинства стран Европы стандартная частота переменного тока составляет 50 Гц, что означает, что ток меняет свое направление 100 раз в секунду (50 раз в одну сторону и 50 раз в другую).

Ответ: Частота ($\nu$) — это число полных колебаний переменного тока за одну секунду; измеряется в герцах.

Что такое фаза переменного тока?

Фаза переменного тока — это величина, которая определяет значение тока (или напряжения) в любой заданный момент времени. Для синусоидального тока, который описывается уравнением вида $i(t) = I_m \sin(\omega t + \phi_0)$, фазой является весь аргумент синуса, то есть выражение $\phi(t) = \omega t + \phi_0$. Здесь:

• $i(t)$ — мгновенное значение силы тока,
• $I_m$ — амплитудное (максимальное) значение силы тока,
• $\omega = 2\pi\nu$ — циклическая (круговая) частота,
• $t$ — время,
• $\phi_0$ — начальная фаза.

Начальная фаза $\phi_0$ определяет значение фазы в начальный момент времени ($t = 0$) и показывает, в какой стадии колебательного процесса находилась система в самом начале отсчета. Фаза измеряется в угловых единицах — радианах или градусах. Понятие фазы особенно важно при сравнении двух или более колебательных процессов, например, тока и напряжения в цепи. Разность фаз показывает, насколько один процесс опережает другой или отстает от него по времени.

Ответ: Фаза ($\phi$) — это аргумент периодической функции, описывающей колебательный процесс (например, $\omega t + \phi_0$), который характеризует состояние системы (значение тока или напряжения) в данный момент времени.