单相交流电路的应用

交流电的优点：1、

便于生产、输送和使用单项正弦交流电磁场与电磁感应第一节磁的基本知识一、磁体与磁极具有磁极的物体叫磁体天然磁体：吸铁石人造磁体：条形、蹄形、针型磁铁任何磁体都有两个磁极：北极N和南极S无论怎么分割磁体，它总是保持磁性和两极事实：磁铁同极相斥，异极相吸二、磁场与磁力线1、磁场：磁体周围存在磁力作用的空间为了形象地描述磁场而引出的概念，实际并不存在2、磁力线：磁力线越密，磁场就越强三、电流的磁场1820年奥斯特发现电与磁的密切关系安培确定通电导线周围的磁场方向1、通电指导线周围的磁场用安培定则（右手螺旋定则）判断感应磁场的方向2、通电螺线管的磁场也用安培定则第二节磁通与电磁感应强度一、磁通ø用来定量的描述磁场在一定面积上的分布情况单位：韦伯Wb即磁力线总数工程应用：变压器、电磁铁等二、磁感应强度B表示垂直通过单位面积的磁力线的多少也叫磁通密度单位：T特斯拉绘制磁场方向：“X”表示磁力线方向垂直进入纸面“.”表示磁力线方向垂直从纸面出来匀强磁场：场中各点的磁感应强度的方向相同，大小相等的磁场。第三节磁场对载流导体的作用一、磁场对通电直导体的作用事实证明：通电直导体在磁场中受到力的作用试验证明：F=BIL提问：可以用什么方法来提高电动机的转动力？加强磁铁加大电流加长导线应用：电动机电磁铁二、载流导体在磁场中的受力方向判断左手定则轿厢对重曳引绳IF导体垂直于磁场方向放置时导体与磁场方向水平放置时导体与磁场方向成а角度时F=BILF=0F=BILSinа2、交流电动机结构简单、易于维护3、可用整流装置将交流转化为直流第四节正弦交流电动势的产生一、交流电的概念大小和方向都随时间变化的电压或电流称为交流电非正弦交流电正弦交流电二、正弦交流电动势的产生依据：法拉第电磁感应定律1、直导线切割磁力线感应电动势大小:е=BLvSinα2、单匝线圈所在位置一有效边产生电动势的大小：е'=BLvSinα3、单匝线圈产生的感应电动势大小e，即两有效边感应电动势的大小：e=е’+е”=2BLvSinα4、N匝线圈产生的感应电动势:Nе5、当α=90°,α=270°时,е为最大值EmEm=2NBLv6、当角速度为ω时，α=ωt，正弦电动势表示法为下式：е=EmSinωt第五节正弦交流电的基本物理量一、周期和频率1、周期：交流电完成一次循环所用的时间符号：T单位：秒“S”强调时间T=0.04S2、频率：交流电在1S中完成周期性变化的次数符号：f单位：赫兹Hz

练习：交流电完成10次周期变化用了5S时间，求该交流电的周期和频率分别是多少？T=5/10=0.5Sf=10/5=2Hzf=1/TT=1/f强调次数3、角频率：交流电每秒变化的角度强调角度在我国的电力系统中，交流电T=0.02Sf=50Hz二、瞬时值和最大值1、瞬时值：交流电在某一时刻的值用小写字母e、u、i表示2、最大值：最大的瞬时值用大写字母Em、Um、Im表示三、有效值指与交流电热效应相同的直流电数值。Ri交流电i通过电阻R时，在t时间内产生的热量为QRI例直流电I通过相同电阻R时，在t时间内产生的热量也为Q有效值和最大值有如下关系正弦量解析式中随时间变化的电角度(ωt+φ)。相位：t=0时的相位φ，它确定了正弦量计时始的位置。初相：两个同频率正弦量之间的相位之差。相位差：四、正弦交流电的相位、初相和相位差ut0e1e2例相位初相u、i的相位差为：

显然，相位差实际上等于两个同频率正弦量之间的初相之差。五、交流电三要素：频率（或周期、角频率）：表示交流电变化快慢。最大值（或有效值）：表示交流电变化的幅度。初相：表示交流电变化的起点。

已知正弦交流电压试求：（1）最大值和有效值（2）角频率、频率和周期（3）相位和初相位（4）t=0和t=0.01s时电压瞬时值例

正弦交流电的相量图表示法一、解析式表示法二、波形图表示法e、u、it0三、相量图表示法

所谓相量图表示法，就是用一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量来表示正弦交流电的方法。实验总结：⑴角速度等于正弦交流电动势的角频率。⑵长度代表正弦交流电动势的最大值。（或有效值）⑶旋转矢量与X轴正方向的夹角代表正弦电动势的初相角。⑷φ=