恒定电流和交变电流

恒定电流电流强度：I=q{I：电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}t欧姆定律：I=U{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Q)}电阻、电阻定律：R=pS{p:电阻率(。・m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}闭合电路欧姆定律：I=—或E=Ir+IR(纯电阻电路)；rR{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V)外R:外电路电阻(Q),r:电源内阻(Q)}(一)路端电压‘随外电阻R变化的讨论(二)路端电压随电流变化的}|图像u内=ire=„①当R增大时,

反之，当R减小时,I减小，U增大*I增大，U减小;当外电路断开时，I=0L^E电源电动势在数值上等于电源开路时的电压当外电路短路时，40,0=0,I蜃孚u图线与纵坐标交点表示电路断开情况，纵轴截距为电源电动势E图线与横坐标交点表示外电路短路情况，横轴截距为短路■电1\③图线斜率绝对值低=标叫＞)表示电源的内电ffli^AU/AL(三)闭合电路中变量分析(1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变⑵I、U的变化二1=嘉U内=虹E=U,h+U内Rf"11u内'u外t局繇IT■体11局部(3)I随R的变化关系：串反并同电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}焦耳定律:Q="Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Q),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路：电能一内能F厂Qa=t/r电功=电热：P片/=如2?氏=【戏R电功率=热功率：P=P.=VI=.R=WR非纯电阻电路：电能一内能+其它形式的能a>wmiVUR电功；w=邙电功率：P=UI电热：Q^I2Rt热功率：P邸R电源总动率P总=IE；电源输出功率P=IU；电源效率n=P/P总｛I：电路总电流(A),E:电源电动势(v),u：路端电压(v),n:电源效率｝出出总电路的串/并联：串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)串联并联特电流[=Ii=IiI=h+Ii点电压U=U1+U2U=Ui=U2重电阻R=Ri+Rj1/R=l/Ri+1/Rz要性电压或电流分配^/^=02/^=IIiRi=IiRj=U质功率分配Pi/Ri=P2/R2=I2PiRi=P2R2=U2欧姆表测电阻欧姆表1、欧姆表测电阻的测量原理:闭合电路欧姆定律，2.欧姆表盘刻度的原理①原理:+R月&与I是一一对应欧姆表1、欧姆表测电阻的测量原理:闭合电路欧姆定律，2.欧姆表盘刻度的原理①原理:+R月&与I是一一对应满偏电流对应Rx为Q电流为。对应电阻为°°半偏电流对应中值电阻中值电阻：电流表的指针指到刻度盘的中央时()所对应的值叫中值电阻，欧姆表测量电阻的步骤:首先进行机械调零(检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺幺幺刀调整机械调零旋钮使指针指零);将红、黑表笔分别插入“+”、插孔；估测电阻的大小，选择合适的欧姆档进行欧姆调零;测电阻时，指针必须指在中值电阻附近(L及中：赫中),否则要重新选择欧姆档；用指

针折示的数值乘以倍率，其结果就是被测电阻的阻值。换档后必须重新进行欧姆调零。多用电表使用完毕，表笔必须从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”或交流电压最高档。伏安法测电阻1、电压表和电流表的接法电流表内接法A)电路：电流表外接法A)电路了oILRx电流表内接法A)电路：电流表外接法A)电路了oILRx误差:R二真实值：'测量值：r*—5+5'II偏大选择：当险＞R点时，相对误差较小，奇用内接法测量。Rx误君真实值：&=?1X测量值：R疽I4+偏小选择：当RX«RV时，相对误差较小，可用外接法测量。2、滑动变阻器的两种接法1)、限流式：一7优点，电压能从零开始不足=电路复杂，费电适用=需从0到始;Rx＞：注：(1)单位换算：1A=103mA=106.A；1kV=103V=106mV；1MQ=103k。=106。各种材料的电阻率都随温度的变化而变化，金属电阻率随温度升高而增大；半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。串联时，总电阻大于任何一个分电阻；并联时，总电阻小于任何一个分电阻；当外电路电阻等于电源电阻时，电源输出功率最大，此时的输出功率为E2/(4r)；

二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）e=2NBLvsincote=NBcol}e=NBcol}sincotV=€0——7令NB=NBcoS贝l］有e=Emsincote为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）.（1）电动势按正弦规律变化=smcot（2）电流按正弦规律变化i=Ijjfsmcot电流i=Imsin"〃通过R时：u=iR、（3）电路上的电压按正弦规律变化〃=Umsincot四、交流电的图像I（二）-二^―tL、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。I2、中性面：跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。3、规律：瞬时值表达式：从中性面开始计时

最大值（峰值）：、、GnE=NBcoSe=Emsincot：l电动势：Ie=EsincotE=NBcoSe=Emsincot■:'*<■mE=NBcdSm在纯电阻电路中：电流：i='smcot电压：u=U球smcot一、周期和频率物理意义：表示交流电变化的快慢1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。3、角频率：线圈在磁场中转动的角速度3、关系：/=69=———=271f1丁丁'一个周期内电流方向改变两次。二、峰值和有效值有效值定义：E、U、I根据电流的热效应来规定，让交流与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，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。正弦交流电的有效值与最大值的关系：说明：A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。2、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。——△①平均值：E=N土'A/5.4变压器一、变压器的构造1.小意图铁芯与线圈互相绝缘3.电路图中符号。副2.构造：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）:其匝数用山表示厂=刁次级线圈）:II&1|2二、变压器的工作原理互感现象变压器通过闭合铁一、变压器的构造1.小意图铁芯与线圈互相绝缘3.电路图中符号。副2.构造：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）:其匝数用山表示厂=刁次级线圈）:II&1|2二、变压器的工作原理互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（S，。）到磁场能（变化的磁场）再到电能（％、u的转化Q—I一IP%_!_副线圈tzla原线圈能量直流电能敬去副这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。的电压，以及各种电磁能量损失，无铜损、铁损、磁损禹=0三、理想变压器的变压规律原、副线圈中磁通量的变化率AO)/At相等若不考虑原副线圈的内阻有三、理想变压器的变压规律原、副线圈中磁通量的变化率AO)/At相等若不考虑原副线圈的内阻有Ak理想变压器的变流规律理想变压器输出功率应等于输入功率即：久二P入_一_2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比_£压器【2变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系L输入功率P］由输出功率P2决定；P〔=P2U［由电源决定；，-§&由山和匝数比决定；&=的/山叫七地：1上由禹和负载决定;l2-U2/R'由上和匝数比决定;12号夺顼「2£压器【2电源一弓一U2一匕一户出一％一zf六、有多个副线圈的理想变压器的问题一个原线圈多个副线圈的理想变压器,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3,相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为II、I2和I3,根据变压器的工作原理可得：根据P入=?出得顼+"=侦1=E+顷3电感和电容对交变电流的影响在直流电路中，影响电流和电压关系的只有电阻，而在交流电路中影响电流和电压关系的除了电阻，还有电感和电容.通过电感和电容对交变电流影响的分析讨论，我们可以进一步认识到交流与直流的区别.一、交变电流能够通过电容器十、实验电路如图所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上，观察灯泡的亮暗.S接直流电源时，灯泡不亮；S接交流电源时，灯泡发光实验表明直流不能通过电容器，而交流能够“通过”电容器.对电容器“隔直流、通交流”的理解电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过.电容器接上交流电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为交流“通过”了电容器.二、电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交流有阻碍作用.容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用XC表示.影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率.电容越大，频率越高，容抗越小.三、电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用.感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XL表示.成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变化的.影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大.实际应用：低频扼流圈——通直流、阻交流.高频扼流圈——通低频、阻高频.

7.电能的输送一、输送电能的基本要求：①可靠：保证供电线路正常工作②保质：保证供电质量，电压、频率③经济：能耗少，电价低二、输电导线上的功率损失~＞；—HTOC\o"1-5"\h\z减小损耗功率的方法：p=brLR击①减小导线电阻Ri食是R=p-（It不可变）々厂器故选用电阻率户比较小的材料I②减小输电导线中的电流高压输电三、输电线路上电压损失成△U=U—U'==减小电压损失方法：①减少R②减少电线上电流（增大电压）队坎*二号1.（2012・山东卷，18）图4—9—1甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n、n,0为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是（）.转换转换图4—9—1A.电压表的示数等于5V5B.电压表的小数等于点VA.电压表的示数等于5V5B.电压表的小数等于点VnD.实现点火的条件是丁＜10001n实现点火的条件是苻＞10001一（2013・山东卷，17）图4—9—2是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，⑥为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位C.2.置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是（）.图4-9-2i/A2〃(xlO-2s)电流表的示数为10AB.线圈转动的角速度为50nrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左如图4-9-3所示，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A.以下判断正确的是（）图4-9-2i/A2〃(xlO-2s)A.变压器输入功率为484W用电器B.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n:n=11：34：已知如图，R=6。，R=3Q，'R=24