交流电总结课

1、iotiotiotiotiot图151( )ad( )( b()c( )d()e。如图所示（。如图所示（b）、（）、（c）、（）、（e）所示电流都）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（弦交流。如图（b）所示。而（）所示。而（a）、）、(d)为直为直流其中（流其中（a）为恒定电流。）为恒定电流。1交变电流：交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流流，简称交流二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律 1.方向变化规律：方向变化规律： 中性面中性面-在线圈平面

2、在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面。圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面。 2.大小变化规律大小变化规律-电动势的瞬时值电动势的瞬时值 设线圈平面从中性面开始转动，匝数设线圈平面从中性面开始转动，匝数N,角速度是角速度是 ，经过时间，经过时间t，线圈，线圈转过的角度是转过的角度是t ，ab边的线速度边的线速度v的方向跟磁感线的夹角也是的方向跟磁感线的夹角也是t.ab边的边的长度为长度为l,则则ab边中的感应电动势是：边中的感应电动势是： 问题：线圈经过什么位置时，电流的方向发生变化？问题：线圈经过什么位置时

3、，电流的方向发生变化？问题：交流电的大小变化规律是怎样的？问题：交流电的大小变化规律是怎样的？ eab=NBlvsint cd边中的感应电动势跟边中的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且两边又是串联的，所以边中的大小相同，而且两边又是串联的，所以线圈中总感应电动势为线圈中总感应电动势为: e=2NBlvsint令令 Em=2NBlv=NBS 叫电动势的最大值叫电动势的最大值则线圈中产生的则线圈中产生的电动势的瞬时值：电动势的瞬时值： e=Emsint线圈平面每经过中性面一次，感应电流的线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流

4、的方向改变两流的方向改变两 次。次。线圈平面线圈平面tVV中性面中性面adBt特别提醒：特别提醒：产生正弦交流电的条件：匀强磁产生正弦交流电的条件：匀强磁场、转轴与磁场垂直、线圈匀速转动与转场、转轴与磁场垂直、线圈匀速转动与转轴位置和线圈形状无关因此，在图轴位置和线圈形状无关因此，在图326中，只要线圈的匝数中，只要线圈的匝数n、磁感应强度、磁感应强度B、转动、转动角速度角速度和线圈面积和线圈面积S一定，产生的感应电动一定，产生的感应电动势的最大值势的最大值Em也就确定了也就确定了(EmnBS)图图326 线圈在线圈在匀强匀强磁场中磁场中绕垂直于磁场绕垂直于磁场方向的轴方向的轴匀速匀速转动时，

5、产生转动时，产生正弦交流正弦交流电电。 跟磁场方向垂直的平面叫做跟磁场方向垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿过线圈的这一位置穿过线圈的磁通量最大磁通量最大，磁通量磁通量变化率为零变化率为零，线圈中，线圈中无感应电动势无感应电动势。1、产生：、产生：2、中性面：、中性面：(二二)正弦交流电的产生及变化规律正弦交流电的产生及变化规律 3 3、规律：、规律： 瞬时值表达式：瞬时值表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时tIimsin电压电压: :tUumsintEemsin电动势电动势: :SNBEm在在纯电阻电路纯电阻电路中中: :电流电流: :即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小

6、试牛刀)2如图如图327所示，在磁感应强度为所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，有一匝数为有一匝数为N的矩形线圈，其面积为的矩形线圈，其面积为S，电阻为，电阻为r，线圈，线圈两端外接一电阻为两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表若线的用电器和一个交流电压表若线圈绕对称轴圈绕对称轴OO以角速度以角速度做匀速转动，则线圈从图示做匀速转动，则线圈从图示位置转过位置转过90的过程中，下列说法正确的是的过程中，下列说法正确的是()最大值（峰值）：最大值（峰值）： Em 、m 、 UmSNBEm瞬时值：瞬时值： e 、i 、utEemsin3.3.有效值有效值 定义：定义： 根据根据电流

7、的热效应电流的热效应来规定，让交流与来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。个直流的数值叫做这个交流的有效值。4.4.正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：2mEE 2mII E、U、I峰值和有效值峰值和有效值说明：说明：A、以上关系式只适用于、以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电；流电；B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流 指的是有效值；指的是有效值； C、交流电流表和交

8、流电压表交流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值有效值平均值：平均值：ENt2 2、求通过某导体截面的、求通过某导体截面的电量电量一定要用一定要用平均值。平均值。注意：注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、 平均值平均值在应用上的区别。在应用上的区别。 1 1、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时时必须用交流电的有效值。必须用交流电的有效值。 6.如图表示一交流的电流随时间变如图表示一交流的电流随时间变化的图像化的图像,求该电流的有效值。求该电流的有效值。4 23 22221

9、21122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52A 2对交变电流的“四值”的比较和理解物理量物理意义适用情况及说明瞬时值eEmsin tuUmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值(最大值)EmnBSImEm/(Rr)讨论电容器的击穿电压续表 一、变压器 1构造：如右图 2工作原理 在原、副线圈上由于有交变电流而产生互感现象_现象是变压器工作的基本原理电磁感应电磁感应 3作用：在输送电能的过程中改变电压 4特征：正因为是利用电磁感应现象来工 作的，所以变压器只能在输送电能过程中改变_交流电压交流电压 7基本关系式(1)电压关系：原副线圈电压

10、比等于匝数比，即_此式与负载、副线圈多少无关，适用于任意变器 (2)电流关系：只有一个副线圈时：_. (3)功率关系：原线圈的_等于副线圈的输出功率 (4)频率关系： f1f2(变压器不改变交流电的频率)输入功率输入功率 8由线圈的粗细判断高低压绕组：高压绕组电压高，电流小，导线较_；低压绕组电压低，电流大，导线较_细细粗粗 二、变压器电路动态分析 如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是(A保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持P的位置及U

11、1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小 【解析】保持P的位置及U1不变，S由b切换到a的过程中，副线圈匝数增多，输出电压增大，则R上消耗的功率也增大，原线圈的输入功率也增大；U1不变，输入电流I1增大，所以选项A、D错而C正确保持P的位置及U1不变，S由a切换到b的过程中，副线圈匝数减少，则输出电压减少，输出电流也减少故选项B也正确 【答案】BC 【解析】保持P的位置及U1不变，S由b切换到a的过程中，副线圈匝数增多，输出电压增大，则R上消耗的功率也增大，原线圈的输入功率也增大；U1不变，输入电

12、流I1增大，所以选项A、D错而C正确保持P的位置及U1不变，S由a切换到b的过程中，副线圈匝数减少，则输出电压减少，输出电流也减少故选项B也正确 【答案】BC【预测【预测2】 如图如图10-2-12所示是一种理想自耦变压器示意图，所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触是可移动的滑动触头头A、B间接交流电压间接交流电压U，输出端连接了两个相同的，输出端连接了两个相同的灯泡灯泡L1和和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头当开关为滑动变阻器的滑动触头当开关S闭闭合，合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光下列说处于如图所在的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是法正确的是()图图10-2-12BAU2变小、I3变小BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大 【解析】因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确 【答案】B四、如何分析远距离输电 1必须先画出输电线路的简图，弄清电路结构2以变压器铁芯为界线分各个回路，各回路独立，运用欧姆定律，分析回路中的电压、电流和功