Maiņsprieguma pielietošana rezistoriem
Apskatīt video Khan Academy platformā: 
AC voltage applied to resistors
Transkripts:
00:00
Šajā video mēs pievienosim rezistoru mūsu maiņstrāvas ģeneratoram un redzēsim, kāda ir
00:04
sakarība starp strāvu ķēdē un ģeneratora spriegumu.
00:09
Lai ātri atkārtotu, mēs, ē, mēs jau iepriekš esam redzējuši sprieguma vienādojumu.
00:13
Ģeneratora vienādojumu var uzrakstīt kā spriegumu jebkurā laika brīdī,
00:17
mēs to saucam par momentāno spriegumu, un S nozīmē avots (source).
00:20
Es to rakstu kā avota spriegumu, ko var pierakstīt kā vienādu ar kādu vērtību V nulle
00:25
reiz sinuss omega t.
00:29
V nulle attēlo sprieguma maksimālo vērtību, jo spriegums
00:33
nepārtraukti svārstās, un šī funkcija parāda, kā spriegums
00:36
svārstās.
00:37
Un vēlreiz, lai ātri atkārtotu to, ko esam redzējuši,
00:39
mēs iepriekš zīmējām grafiku.
00:42
Tas ir sinusa grafiks, jo šeit ir sinusa funkcija.
00:45
Un ko grafiks stāsta? Grafiks stāsta, ka spriegums svārstās
00:48
starp pozitīvu maksimumu un negatīvu maksimumu, un
00:53
šīs vērtības ir mūsu +V nulle un -V nulle.
00:59
Un, ē, man vienmēr bija grūti saprast, ko šis grafiks vispār nozīmē.
01:03
Es domāju, ka tas ir [smejas] vilnis kā ūdenī, bet tas nav vilnis,
01:06
tā ir svārstība. Un, zini, lai to patiešām vizualizētu,
01:08
tev par to jādomā šādi.
01:10
Šī ir laika ass, vai ne?
01:12
Tā attēlo tagadni, pašreizējo brīdi, un šī attēlo nākotni.
01:17
Un, ja tev jāiedomājas, kas šeit notiek, tu vari iedomāties,
01:21
ka pārvieto laika asi uz priekšu.
01:23
Tu pārvieto laika asi uz priekšu un skaties, kas notiek ar vērtību.
01:27
Redzi, spriegums pieaug, pieaug, pieaug, sasniedzot maksimālo vērtību,
01:31
un tad samazinās, samazinās, samazinās.
01:33
Parādīšu tev to labākā veidā.
01:35
Es aptumšošu visu, izņemot šo, un
01:41
tagad paskatīsimies, kas notiek.
01:42
Labi? Kad virzos uz priekšu, tu skaidri redzi, kā spriegums pieaug.
01:45
Redzi? Spriegums pieaug, pieaug, sasniedz pozitīvo maksimumu,
01:49
samazinās, samazinās, negatīvais maksimums, un tā tālāk un joprojām.
01:55
Es gribu pārliecināties, ka tu to vizualizē, vizualizē perfekti,
01:57
tāpēc es tev parādīšu animāciju.
02:01
Tā vietā, lai virzītu laika asi uz priekšu, es varu vienkārši virzīt grafiku atpakaļ,
02:05
vai ne? Un skatīties, kas šeit notiek.
02:06
Tas ir viens un tas pats, vai ne?
02:07
Ļauj man parādīt animāciju, kā tas notiek.
02:10
Aiziet.
02:12
Paskatīsimies uz to.
02:14
Es visu aptumšošu, un tu vari redzēt spriegumu kāpjam un krītam.
02:16
Vai tu to redzi?
02:18
Un mēs tagad varam uzzīmēt bultiņu, ē, kas attēlo šo svārstību,
02:21
un šīs bultiņas garums attēlo Vs, momentāno
02:27
vērtību. Un šobrīd tā ir kāda negatīva vērtība, iet uz negatīvu,
02:30
pozitīvu maksimumu, nulli, negatīvu maksimumu, pozitīvu V nulle,
02:35
nulli, negatīvu V nulle.
02:36
Tā tu vari iedomāties, kā tas svārstās un cik ātri tas svārstās.
02:42
Tagad noņemšu šo.
02:44
Svārstību skaits sekundē ir atkarīgs no šī skaitļa,
02:48
omega. Omega norāda radiānus sekundē.
02:51
Sākumā es vienmēr brīnījos: ko, ko tu domā ar radiāniem?
02:54
Kur šeit ir leņķis?
02:55
Tās taču ir svārstības, vai ne?
02:56
Nu, par to var domāt tā: iedomājies, ka viena pilna svārstība atbilst
03:00
2 pi radiāniem.
03:02
Mēs to iedomājamies kā pilnu apli, un mēs par to runāsim vairāk
03:04
nākotnē. To sauc par fāzes leņķi, jo tas nav īsts leņķis,
03:08
labi? Bet nu, neuztrauksimies par to pārāk daudz.
03:10
Ē, viena pilna svārstība ir vienāda ar 2 pi radiāniem.
03:15
Ja mums būtu, teiksim, 10 svārstības sekundē kā piemērs,
03:19
tad tas būtu vienāds ar 2 pi reiz 10 radiāniem sekundē.
03:24
Labi, tas viss ir atkārtojums, ko jūs esat redzējuši iepriekš.
03:27
Vispārīgi runājot, ja mums ir f svārstības sekundē, mēs varam teikt, ka omega būs 2
03:32
pi f radiāni sekundē.
03:35
Un ievēro, ja zini omega vērtību, vari aprēķināt f.
03:39
Vari izdalīt omega ar 2 pi un aprēķināt f.
03:42
Un tas, ko mēs tagad gribam darīt, kad zinām visu par spriegumu,
03:46
mēs gribam noskaidrot to pašu par strāvu.
03:49
Kā izskatīsies strāva?
03:51
Kāds būs šīs strāvas grafiks?
03:53
Kā izskatīsies svārstības, un mēs gribam salīdzināt šīs svārstības ar
03:56
sprieguma svārstībām.
03:58
Kā mēs atrodam strāvu?
04:00
Pieņemsim, ka strāva plūst, es nezinu,
04:02
varbūt šajā virzienā.
04:03
Un teiksim, ka strāva ir I.
04:06
Tagad mums tikai jāatrod izteiksme strāvai,
04:08
vienādojums strāvai.
04:10
Ar ko sāksim?
04:11
Tā kā mūsu ķēdē ir tikai rezistors, mēs varam izmantot Oma likumu.
04:15
Mēs varam teikt, ka jebkāds ir avota spriegums, tādam pašam jābūt spriegumam
04:20
uz rezistora, jo tev ir tikai viens elements, un tad mēs varam izmantot Oma
04:24
likumu. Būtu lieliska doma apturēt video un pamēģināt atrast
04:27
vienādojumu strāvai pašam.
04:30
Labi. Mēs varam tieši no Oma likuma teikt, ka strāva ir vienāda ar spriegumu,
04:34
dalītu ar R, tātad spriegums uz rezistora, dalīts ar pretestību.
04:40
Un mums jābūt ļoti uzmanīgiem.
04:41
Vismaz šobrīd ir tikai viens komponents, bet nākotnē,
04:44
mums varētu būt vairāk komponentu, tāpēc tas ir spriegums uz rezistora, dalīts ar R.
04:47
Tas nav vienkārši jebkurš spriegums.
04:49
Bet mūsu piemērā spriegums uz rezistora sakrīt ar avota spriegumu,
04:52
tāpēc to dalām ar R.
04:55
Un tā notiek, jo ir tikai viens komponents.
04:57
Un mēs zinām, ka mūsu avota spriegums ir vienkārši V nulle sinuss omega t.
05:01
Sinuss omega t.
05:04
Tātad mūsu strāva būs vienkārši šis, dalīts ar R, un tadā!
05:08
Mēs esam atraduši strāvu [smejas] tieši no Oma likuma.
05:12
Un ko vienādojums saka?
05:13
Vienādojums saka, ka strāva arī svārstās.
05:16
Mums šeit ir tā pati sinusa funkcija, kas nav pārsteigums,
05:19
nav nemaz tik liels pārsteigums.
05:21
Tas mums arī stāsta... Paskatīsimies uz sakarību starp abiem.
05:24
Tas mums arī stāsta, ka tā svārstās sinhroni ar spriegumu.
05:28
Ko tas nozīmē?
05:29
Tas nozīmē, kad spriegums, kad - teiksim, kad omega t ir nulle,
05:33
tad mūsu Vs arī būs nulle, jo sinuss no nulles ir nulle.
05:36
Un tajā pašā laikā arī strāva būs nulle.
05:39
Līdzīgi, kad omega t ir 90 grādi, mūsu Vs sasniedz maksimumu,
05:44
arī šis būs maksimums, strāva arī sasniegs maksimumu.
05:46
Tu redzi, tā kā tiem ir viena un tā pati funkcija, tie svārstīsies sinhroni
05:50
viens ar otru. Vai tas ir loģiski?
05:53
Un atkal, man tas šķiet loģiski Oma likuma dēļ.
05:56
Tas saka, kad spriegums ir maksimāls, strāvai arī jābūt maksimālai.
05:58
Kad spriegums ir nulle, strāvai arī jābūt nullei.
06:00
Tas šķiet visai loģiski.
06:01
Tas ir jauki.
06:02
Un ko šis skaitlis attēlo?
06:04
V nulle, dalīts ar R.
06:05
Tas attēlo mūsu maksimālo strāvu, un mēs to tagad varam saukt par I nulle...
06:11
Un atkal, tas nav, zini, tas nav liels pārsteigums, ka maksimālā
06:14
strāva ir vienkārši maksimālais spriegums, dalīts ar R.
06:17
Tagad būtu lieliska doma tev apturēt video un apskatīt, kāds grafiks
06:21
būs strāvai. Vai vari vizualizēt vai mēģināt uzzīmēt grafiku
06:25
pa virsu šim, strāvas grafiku?
06:27
Apturi video un pamēģini to uzzīmēt pats.
06:33
Labi, darīsim tā.
06:36
Tas izskatītos šādi.
06:38
Šī virsotnes vērtība attēlo pozitīvu I nulle,
06:41
un šī attēlotu negatīvu I nulle.
06:43
Tātad šis būtu mūsu pozitīvais I nulle, šis būtu mūsu negatīvais I nulle.
06:47
Un ievēro, kāds ir grafiks.
06:49
Grafiks nav nobīdīts šādi.
06:51
Grafiks ir tieši šāds, jo tie ir sinhroni.
06:53
Tie kopā iet uz nulli, kopā maksimumā, kopā nullē, kopā minimumā,
06:57
un tā tālāk.
06:59
Un atkal, ja gribi to vizualizēt, mēs varam visu aptumšot,
07:02
un pavirzīt mūsu laika asi uz priekšu.
07:04
Tikai koncentrējies šeit, [smejas] labi?
07:07
Ja pavirzi laika asi uz priekšu, skaties, kā tie svārstās.
07:09
Tie abi iet augšup kopā, abi iet uz nulli kopā, abi iet uz negatīvo
07:15
maksimumu kopā, un tā tālāk un joprojām.
07:18
Tā to vizualizē.
07:19
Tie svārstās sinhroni viens ar otru.
07:25
Un atkal, man ir animācija tev.
07:28
Mēs varam pārvietot grafikus pa kreisi, un mēs varam to samazināt,
07:30
un tu vari redzēt to pašu.
07:32
Un atkal, mēs varam uzzīmēt bultiņu, jo tas atvieglo vizualizēšanu,
07:35
un tu redzi, ka tie abi svārstās kopā.
07:40
Šis attēlo, šī garums attēlo Vs, un garums šai
07:44
bultiņai tagad attēlo strāvu I.
07:47
Labi?
07:48
Un tātad tas iet uz maksimumu, nulli, minimumu un tā tālāk un joprojām.
07:52
Man ir viens jautājums tev, un es gribu, lai tu par to padomā.
07:55
Es šeit uzzīmēju strāvas garumu lielāku par sprieguma garumu.
07:59
Tāpat šeit. Strāvas garums, strāvas maksimums ir lielāks par sprieguma maksimumu.
08:03
Kāpēc, kāpēc tā?
08:04
Vai vari apturēt video un nedaudz par to padomāt?
08:08
Nu, atbilde ir - bez iemesla.
08:10
Ir nepareizi teikt, ka I nulle ir lielāks par V nulle vai V nulle ir lielāks par I
08:13
nulle, jo tās ir divas dažādas mērvienības.
08:16
Tas ir tāpat kā salīdzināt, ē, 3 sekundes un 5 metrus.
08:20
Tu nevari tos salīdzināt.
08:21
Tu vari zīmēt 3 sekundes tik lielas, cik gribi, kā bultiņu,
08:23
un tu vari zīmēt 5 metrus tik lielus, cik gribi, kā bultiņu.
08:26
Tu nevari tos salīdzināt. Tātad tie ir divi dažādi grafiki ar saviem mērogiem,
08:31
un mēs vienkārši tos uzzīmējām vienā grafikā, lai varētu salīdzināt.
08:34
Un pat skaitliski, dažreiz es domāju: "Bet pagaidi,
08:37
I nullei jābūt mazākai par V nulli, vai ne?
08:39
Jo tas ir V nulle, dalīts ar R."
08:40
Pat skaitliski, bet padomā, R var būt daļskaitlis, tāpēc nav obligāti,
08:44
ka I nullei jābūt mazākai.
08:46
Bet, protams, tu pat nevari... Tas, šis apgalvojums pat nav loģisks.
08:48
I nulle [smejas] ir mazāka par V nulli.
08:50
Jebkurā gadījumā, tas sagatavo pamatu visām nākotnes ķēdēm, interesantākām
08:53
ķēdēm, kur mums būs spoles un kondensatori, un mēs to visu apskatīsim
08:57
nākamajos video.