FIZIKA I · 11. KLASE

11. temats. Elektromagnētisms

11.6. stunda

Maiņstrāva

Ar ko maiņstrāva atšķiras no līdzstrāvas?

Periods un frekvence · 50 Hz · Efektīvās vērtības

FIZIKA I · 11. KLASE · 11. TEMATS: ELEKTROMAGNĒTISMS

Stundas mērķis un sasniedzamais rezultāts

MĒRĶIS

Lasīt maiņstrāvas grafiku un skaidrot frekvences un efektīvo vērtību jēgu.

Stundas beigās es protu:

1

atšķirt maiņstrāvu no līdzstrāvas;

2

nolasīt maiņstrāvas grafiku;

3

aprēķināt periodu un frekvenci;

4

izskaidrot, ko nozīmē 230 V.

ATKĀRTOJUMS

6. tematā svārstības un periodu jau mācījāmies. Maiņstrāva ir tieši tāda pati periodiska svārstība - tikai svārstās spriegums un strāva.

11.6. Maiņstrāva

FIZIKA I · 11. KLASE · 11. TEMATS: ELEKTROMAGNĒTISMS

Maiņstrāva un līdzstrāva

LĪDZSTRĀVA

Virziens nemainās.

Grafiks - horizontāla līnija.

Avoti: baterijas,

akumulatori, saules panelis.

Elektronikā un auto.

MAIŅSTRĀVA

Virziens periodiski mainās.

Grafiks - sinusoīda.

Avots: ģenerators.

Latvijā 50 Hz.

Mājas tīklā un rūpniecībā.

MAIŅSTRĀVAS RAKSTURLIELUMI

Periods rāda, cik ilgi notiek viena pilna svārstība. Efektīvā vērtība ir tā līdzstrāva, kas sildītājā dotu tādu pašu siltuma daudzumu - tieši to rāda voltmetrs.

11.6. Maiņstrāva

FIZIKA I · 11. KLASE · 11. TEMATS: ELEKTROMAGNĒTISMS

Ko nozīmē 230 volti

Lielums

Vērtība Latvijā

Piezīme

Frekvence

50 Hz

50 svārstības sekundē

Periods

0,02 s

Efektīvais spriegums

230 V

To rāda voltmetrs

Maksimālais spriegums

≈ 325 V

Sinusoīdas virsotne

KĀPĒC TIEŠI MAIŅSTRĀVA

Maiņstrāvas spriegumu var viegli paaugstināt un pazemināt ar transformatoru - līdzstrāvai tas ir daudz grūtāk.

Tieši tāpēc elektrību pārvada ar maiņstrāvu: augstā spriegumā zudumi ir mazi.

Ierīces, kurām vajag līdzstrāvu, savā lādētājā satur transformatoru un diožu taisngriezi.

11.6. Maiņstrāva

UZDEVUMI

Maiņstrāvas grafiks un raksturlielumi

Risinājumu pieraksta latviešu standartā: Dots → Jāaprēķina → Formulas → Aprēķins → Atbilde.

1. uzdevums no 4

Izlasi uzdevumu

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Dots

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

DOTS

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Jāaprēķina

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

JĀAPRĒĶINA

T = ?

N = ?

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Formulas

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

Jāaprēķina:

T = ?

N = ?

FORMULAS

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Aprēķins · 1. solis

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

Jāaprēķina:

T = ?

N = ?

Formulas:

APRĒĶINS · 1. SOLIS

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Aprēķins · 2. solis

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

Jāaprēķina:

T = ?

N = ?

Formulas:

Aprēķins:

APRĒĶINS · 2. SOLIS

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Aprēķins · 3. solis

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

Jāaprēķina:

T = ?

N = ?

Formulas:

Aprēķins:

APRĒĶINS · 3. SOLIS

3)  N = 3000 svārstības

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

1. uzdevums no 4

Atbilde

1. uzdevums · Periods no frekvences

Latvijas elektrotīkla frekvence ir 50 Hz. Aprēķini periodu un svārstību skaitu minūtē!

Dots:

f = 50 Hz

t = 1 min = 60 s

Jāaprēķina:

T = ?

N = ?

Formulas:

Aprēķins:

…

3)  N = 3000 svārstības

ATBILDE

T = 0,02 s;  N = 3000

Tā pati formula, ko lietojām 6. tematā - svārstības ir svārstības.

2. uzdevums.  Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

2. uzdevums no 4

Izlasi uzdevumu

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Dots

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

DOTS

U_ef = 230 V

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Jāaprēķina

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

Dots:

U_ef = 230 V

JĀAPRĒĶINA

U_max = ?

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Formulas

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

Dots:

U_ef = 230 V

Jāaprēķina:

U_max = ?

FORMULAS

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Aprēķins · 1. solis

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

Dots:

U_ef = 230 V

Jāaprēķina:

U_max = ?

Formulas:

APRĒĶINS · 1. SOLIS

1)  U_max = 230 · 1,41

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Aprēķins · 2. solis

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

Dots:

U_ef = 230 V

Jāaprēķina:

U_max = ?

Formulas:

Aprēķins:

1)  U_max = 230 · 1,41

APRĒĶINS · 2. SOLIS

2)  U_max ≈ 324 V

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

2. uzdevums no 4

Atbilde

2. uzdevums · Maksimālais spriegums

Efektīvais spriegums ir 230 V. Aprēķini maksimālo spriegumu! (√2 ≈ 1,41)

Dots:

U_ef = 230 V

Jāaprēķina:

U_max = ?

Formulas:

Aprēķins:

1)  U_max = 230 · 1,41

2)  U_max ≈ 324 V

ATBILDE

U_max ≈ 325 V

Izolācija rozetē jāaprēķina uz 325 V, nevis 230 V - tas ir svarīgi drošībai.

3. uzdevums.  Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Izlasi uzdevumu

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Dots

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

DOTS

T = 0,025 s

U_max = 12 V

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Jāaprēķina

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

JĀAPRĒĶINA

f = ?

U_ef = ?

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Formulas

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

Jāaprēķina:

f = ?

U_ef = ?

FORMULAS

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Aprēķins · 1. solis

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

Jāaprēķina:

f = ?

U_ef = ?

Formulas:

APRĒĶINS · 1. SOLIS

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Aprēķins · 2. solis

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

Jāaprēķina:

f = ?

U_ef = ?

Formulas:

Aprēķins:

APRĒĶINS · 2. SOLIS

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Aprēķins · 3. solis

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

Jāaprēķina:

f = ?

U_ef = ?

Formulas:

Aprēķins:

APRĒĶINS · 3. SOLIS

3)  U_ef ≈ 8,5 V

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

3. uzdevums no 4

Atbilde

3. uzdevums · Grafika nolasīšana

Maiņstrāvas grafikā viena pilna svārstība aizņem 0,025 s, bet maksimālais spriegums ir 12 V. Aprēķini frekvenci un efektīvo spriegumu!

Dots:

T = 0,025 s

U_max = 12 V

Jāaprēķina:

f = ?

U_ef = ?

Formulas:

Aprēķins:

…

3)  U_ef ≈ 8,5 V

ATBILDE

f = 40 Hz;  U_ef ≈ 8,5 V

Grafikā redz maksimālo vērtību, bet voltmetrs rāda efektīvo - tās nesajauc.

4. uzdevums.  Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

4. uzdevums no 4

Izlasi uzdevumu

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Dots

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

DOTS

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Jāaprēķina

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

JĀAPRĒĶINA

P = ?

E = ?

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Formulas

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Jāaprēķina:

P = ?

E = ?

FORMULAS

P = UI

E = Pt

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Aprēķins · 1. solis

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Jāaprēķina:

P = ?

E = ?

Formulas:

P = UI

E = Pt

APRĒĶINS · 1. SOLIS

1)  P = 230 · 4,0 = 920 W

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Aprēķins · 2. solis

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Jāaprēķina:

P = ?

E = ?

Formulas:

P = UI

E = Pt

Aprēķins:

1)  P = 230 · 4,0 = 920 W

APRĒĶINS · 2. SOLIS

2)  P = 0,92 kW

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Aprēķins · 3. solis

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Jāaprēķina:

P = ?

E = ?

Formulas:

P = UI

E = Pt

Aprēķins:

1)  P = 230 · 4,0 = 920 W

2)  P = 0,92 kW

APRĒĶINS · 3. SOLIS

3)  E = 0,92 · 3 = 2,76 kWh

Šis bija pēdējais uzdevums.

4. uzdevums no 4

Atbilde

4. uzdevums · Jauda maiņstrāvā

Sildītājs pie 230 V patērē 4,0 A. Aprēķini jaudu un patēriņu 3 stundās!

Dots:

U = 230 V

I = 4,0 A

t = 3 h

Jāaprēķina:

P = ?

E = ?

Formulas:

P = UI

E = Pt

Aprēķins:

1)  P = 230 · 4,0 = 920 W

2)  P = 0,92 kW

3)  E = 0,92 · 3 = 2,76 kWh

ATBILDE

P = 920 W;  E ≈ 2,8 kWh

Ar efektīvajām vērtībām jaudu rēķina tāpat kā līdzstrāvā - tieši tāpēc tās ir ieviestas.

Šis bija pēdējais uzdevums.

FIZIKA I · 11. KLASE · 11. TEMATS: ELEKTROMAGNĒTISMS

Kopsavilkums un mājasdarbs

ŠODIEN IEMĀCĪJĀMIES

•  Maiņstrāvā virziens periodiski mainās.

•  Latvijā frekvence ir 50 Hz, periods 0,02 s.

•  230 V ir efektīvā vērtība; maksimālā ir apmēram 325 V.

•  Ar efektīvajām vērtībām jaudu rēķina kā līdzstrāvā.

MĀJASDARBS

1.  f = 60 Hz. Aprēķini periodu.

2.  U_max = 170 V. Aprēķini efektīvo spriegumu.

3.  Nosauc trīs ierīces ar līdzstrāvu un trīs ar maiņstrāvu.

PAŠVĒRTĒJUMS — atzīmē, cik droši jūties

Atšķiru maiņstrāvu no līdzstrāvas   ·   Protu lasīt grafiku   ·   Protu rēķināt T un f   ·   Zinu, ko nozīmē 230 V

Nākamā stunda: transformators un LD3 plāns.