StudyFi Lab · Elektrotechnika

Striedavý prúd

Striedavý prúd je bezplatná interaktívna simulácia zo StudyFi Lab. Beží priamo v prehliadači, bez registrácie a bez inštalácie.

Sinusoida, efektívna hodnota, obvody RLC a transformátor

Pokusy

Sínusové napätie

Striedavé napätie sa mení podľa u(t) = U_max·sin(ωt + φ), kde ω = 2πf. Je to zvislý priemet fázora dĺžky U_max, ktorý sa otáča uhlovou rýchlosťou ω; jedna otáčka trvá periódu T = 1/f. Efektívna hodnota U_ef = U_max/√2 zohreje rezistor rovnako ako rovnako veľké jednosmerné napätie — 230 V v zásuvke je efektívna hodnota, vrchol je asi 325 V.

Vyskúšaj: Zvoľ predvoľbu Európa a porovnaj U_max s U_ef, potom prepni na USA a sleduj, ako sa perióda skráti.

R, L a C v striedavom obvode

Na rezistore je prúd vo fáze s napätím. V cievke sa prúd za napätím oneskoruje o 90° a jej induktancia X_L = 2πfL s frekvenciou rastie. V kondenzátore prúd predbieha napätie o 90° a jeho kapacitancia X_C = 1/(2πfC) s frekvenciou klesá. Amplitúda prúdu je I = U/X.

Vyskúšaj: Vyber kondenzátor a zvyšuj frekvenciu: X_C klesá, takže prúd rastie. Potom to isté skús s cievkou.

Rezonancia sériového RLC obvodu

V sériovom RLC obvode sa reaktancie odčítajú: impedancia je Z = √(R² + (X_L − X_C)²) a napätie predbieha prúd o φ = atan((X_L − X_C)/R). Pri rezonančnej frekvencii f₀ = 1/(2π√(LC)) platí X_L = X_C, takže Z = R, φ = 0 a prúd je najväčší. Nad f₀ sa obvod správa induktívne (φ > 0), pod ňou kapacitne (φ < 0).

Vyskúšaj: Nastav f na f₀ — napätia na L a C sa vyrušia a každé môže byť väčšie ako napätie zdroja. Potom zväčši R a sleduj, ako sa vrchol rezonančnej krivky zníži a rozšíri.

Transformátor

Striedavý prúd v primárnej cievke vytvára v železnom jadre premenlivý magnetický tok a ten indukuje napätie v sekundárnej cievke. Napätia sú v pomere počtu závitov: U₂ = U₁·N₂/N₁. Ideálny transformátor nestráca energiu, takže U₁·I₁ = U₂·I₂ — keď napätie stúpne, prúd v rovnakom pomere klesne.

Vyskúšaj: Nastav N₂ desaťkrát väčšie ako N₁ — napätie stúpne desaťkrát, ale prúd v primárnej cievke bude desaťkrát väčší ako v sekundárnej. Preto sa elektrina prenáša vysokým napätím.

Časté otázky

Čo je Striedavý prúd?

Striedavý prúd je bezplatná interaktívna simulácia zo StudyFi Lab. Beží priamo v prehliadači, bez registrácie a bez inštalácie. Sinusoida, efektívna hodnota, obvody RLC a transformátor

Je aplikácia Striedavý prúd zadarmo?

Áno. Aplikácia Striedavý prúd je úplne zadarmo. Funguje v prehliadači na počítači, tablete aj telefóne a nepotrebuješ k nej účet.

Čo môžem preskúmať v aplikácii Striedavý prúd?

Sínusové napätie, R, L a C v striedavom obvode, Rezonancia sériového RLC obvodu, Transformátor.

Čo ukazuje pokus „Sínusové napätie“?

Striedavé napätie sa mení podľa u(t) = U_max·sin(ωt + φ), kde ω = 2πf. Je to zvislý priemet fázora dĺžky U_max, ktorý sa otáča uhlovou rýchlosťou ω; jedna otáčka trvá periódu T = 1/f. Efektívna hodnota U_ef = U_max/√2 zohreje rezistor rovnako ako rovnako veľké jednosmerné napätie — 230 V v zásuvke je efektívna hodnota, vrchol je asi 325 V.

Čo ukazuje pokus „R, L a C v striedavom obvode“?

Na rezistore je prúd vo fáze s napätím. V cievke sa prúd za napätím oneskoruje o 90° a jej induktancia X_L = 2πfL s frekvenciou rastie. V kondenzátore prúd predbieha napätie o 90° a jeho kapacitancia X_C = 1/(2πfC) s frekvenciou klesá. Amplitúda prúdu je I = U/X.

Učíš sa na test?

Nahraj svoje poznámky a StudyFi z nich urobí kartičky, testy a podcasty.

Vyskúšaj StudyFi zadarmo