R1z0w2pZdQPTK
Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia wyładowania atmosferyczne na granatowym niebie. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Jak znaleźć wartości skuteczne dla sinusoidalnie zmiennego napięcia i natężenia?".

Jak znaleźć wartości skuteczne dla sinusoidalnie zmiennego napięcia i natężenia?

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Czy to nie ciekawe?

Wartość skuteczna napięcia oraz natężenia prądu to pojęcie, które zapewne kojarzy Ci się z efektywnością prądu, z jego wydajnością energetyczną. Jest to bardzo dobre skojarzenie.

Z prądem o przebiegu sinusoidalnym masz do czynienia na co dzień, taki prąd płynie w urządzeniach w Twoim domu (np. pralce, lodówce, żelazku, żarówce). Ten prąd nazywa się prądem przemiennym i płynie pod wpływem napięcia wytwarzanego w generatorze w elektrowni.

Ru731kFAt3ENi
Rys. a. Turbogenerator.
Źródło: Siemens, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turbogenerator01.jpg [dostęp 15.05.2022 r.], licencja: CC BY-SA 3.0.

Prąd przemienny nie jest oczywiście prądem stałym, jego moc w każdej chwili się zmienia. Przypomnijmy, że moc prądu elektrycznego wydzielana w oporniku wyrażona jest poprzez napięcie na oporniku albo natężenie płynącego przezeń prądu następująco: P=U2R=I2R.

W jaki sposób obliczamy pracę prądu przemiennego, dowiesz się w dalszej części tego e‑materiału. Tutaj powiemy jeszcze tyle, że napięcie 230 V, z którym mamy zwykle do czynienia, to napięcie skuteczne. Oznacza to tyle, że gdybyśmy do np. czajnika elektrycznego podłączyli napięcie stałe o takiej właśnie wartości, to czajnik działałby tak samo, jak gdyby został podłączony do gniazdka sieciowego, tj. z taką samą mocą.

Twoje cele
  • dowiesz się, jak powstaje prąd przemienny w prostym generatorze,

  • uzasadnisz, korzystając z definicji strumienia pola magnetycznego oraz prawa Faradaya, dlaczego jego przebieg jest sinusoidalny,

  • zapoznasz się z pojęciem napięcia i natężenia skutecznego,

  • zastosujesz zasadę obliczania wartości skutecznych napięcia oraz natężenia prądu przemiennego w różnych sytuacjach.