αναγνωρίζει μια ημιτονοειδή κυματομορφή ΣΤΟΧΟΣ 2.1.4: Ο μαθητής να μπορεί να, αναγνωρίζει μια ημιτονοειδή κυματομορφή να σχεδιάζει μια ημιτονοειδή κυματομορφή να αναφέρει τη είναι κύκλος σε μια ημιτονοειδή κυματομορφή

Η ημιτονοειδής κυματομορφή τάσης ή έντασης είναι μια πολύ συνηθισμένη μορφή εναλλασσόμενης κυματομορφής. Η ηλεκτρική ενέργεια του δικτύου φτάνει στα σπίτια μας με ημιτονοειδή μορφή. Στο σχήμα πιο κάτω φαίνεται η γενική μορφή μιας ημιτονοειδούς κυματομορφής. Έχει την ίδια μορφή με τη μαθηματική συνάρτηση y = ημα.

Προσέξτε πώς η τάση ή η ένταση αλλάζουν στο χρόνο. Ξεκινώντας από το 0 των αξόνων, η τιμή γίνεται μέγιστη και στη συνέχεια πέφτει ξανά στο μηδέν. Μετά γίνεται αρνητική, φτάνει σε μια μέγιστη αρνητική τιμή και ξαναγίνεται πάλι 0. Η ημιτονοειδής κυματομορφή αλλάζει πολικότητα, καθώς περνά από θετικές τιμές σε αρνητικές ή αντίστροφα.

Όταν μια ημιτονοειδής τάση εφαρμοστεί στα άκρα ενός αντιστάτη, τότε από τον αντιστάτη περνά ημιτονοειδές ρεύμα. Όταν η τάση αλλάζει πολικότητα, τότε και η ένταση αλλάζει φορά στο κύκλωμα. Φορά ρεύματος στο κύκλωμα, όταν η τάση US είναι θετική Φορά ρεύματος στο κύκλωμα, όταν η τάση US είναι αρνητική

Κατά τη διάρκεια των θετικών τιμών της τάσης US, το ρεύμα έχει φορά στο κύκλωμα, όπως φαίνεται στο σχήμα απέναντι. Κατά τη διάρκεια των αρνητικών τιμών της τάσης US, το ρεύμα στο κύκλωμα έχει φορά, όπως φαίνεται στο σχήμα απέναντι. Το ρεύμα στο κύκλωμα αλλάζει κατεύθυνση στο σημείο Γ και μετά στο σημείο Ε. Μεταξύ των σημείων Α και Γ κινείται προς μια κατεύθυνση και μεταξύ των σημείων Γ και Ε προς την αντίθετη.

Όταν το ρεύμα κινείται προς μια κατεύθυνση, η ένταση δεν είναι σταθερή, όπως είναι στο συνεχές ρεύμα, αλλά μεταβάλλεται. Από το σημείο Α μέχρι το σημείο Β η ένταση αυξάνεται και γίνεται μέγιστη στο Β. Από το Β μέχρι το Γ η ένταση μειώνεται και γίνεται στιγμιαία ίση με μηδέν στο σημείο Γ. Μετά το σημείο Γ η ένταση γίνεται αρνητική, δηλαδή το ρεύμα αλλάζει φορά στο κύκλωμα. Η τιμή της όμως αυξάνεται σε απόλυτη τιμή μέχρι το σημείο Δ και γίνεται μέγιστη αρνητική στο σημείο Δ. Από το σημείο αυτό μέχρι το σημείο Ε η ένταση γίνεται λιγότερο αρνητική (η απόλυτη τιμή της μειώνεται) και γίνεται ξανά μηδέν στο σημείο Ε. Στο σημείο αυτό συμπληρώνεται ένας κύκλος και το ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα αλλάζει πάλι φορά με το ξεκίνημα του νέου κύκλου.

Μια ημιτονοειδή κυματομορφή όταν πάρει όλες τις θετικές και αρνητικές τιμές της, συμπληρώνει έναν κύκλο.

Όπως είδαμε, μια ημιτονοειδής κυματομορφή αλλάζει στο χρόνο με ένα συγκεκριμένο τρόπο. Ο χρόνος που χρειάζεται μια ημιτονοειδής κυματομορφή, για να συμπληρώσει έναν κύκλο, ονομάζεται περίοδος και συμβολίζεται με το γράμμα Τ.

Μια ημιτονοειδής κυματομορφή συνεχίζει να επαναλαμβάνεται σε παρόμοιους κύκλους, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Η περίοδος μιας ημιτονοειδούς κυματομορφής μπορεί να μετριέται και μεταξύ άλλων σημείων, εκτός από τα σημεία που η τιμή της γίνεται ίση με μηδέν, στην αρχή και στο τέλος ενός κύκλου. Μπορεί να μετριέται από οποιοδήποτε σημείο σε έναν κύκλο μέχρι το αντίστοιχο σημείο στον επόμενο κύκλο. Αυτό φαίνεται στο σχήμα.

Παράδειγμα 1 Ποια είναι η περίοδος της ημιτονοειδούς τάσης στο πιο κάτω σχήμα; Λύση Όπως βλέπουμε στο σχήμα, η ημιτονοειδής τάση χρειάζεται 4s, για να συμπληρώσει έναν κύκλο. Έτσι, Τ = 4s.

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 1. Σχεδιάστε δύο κύκλους ενός ημιτονοειδούς ρεύματος και δείξτε τα σημεία στα οποία το ηλεκτρικό ρεύμα αλλάζει φορά στο κύκλωμα που διαρρέεται από αυτό. 2. Υπολογίστε την περίοδο Τ μιας ημιτονοειδούς κυματομορφής, αν συμπληρώνει οκτώ κύκλους μέσα σε 40 s.