高中物理交流电知识点概括

第一节沟通电的产生和改变规律一、交变电流：大小和方向都随时间作周期性改变的电流叫做交变电流，简称沟通。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于沟通，其中按正弦规律改变的沟通叫正弦沟通。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。二、正弦沟通的产生与改变规律。1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的沟通是随时间按正弦规律改变的。即正弦沟通。2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量改变率为零，线圈中无感应电动势。3、规律：（1）、函数表达式：从中性面起先计时，则ωωt。用εM表示峰值εω则εωt在纯电阻电路中,电流ωωt，电压ωt。4、沟通发电机（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子其次节表征交变电流的物理量1、表征交变电流大小物理量①瞬时值：对应某一时刻的沟通的值用小写字母x表示，eiu②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，ＩmεmεωＩεR留意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω四个量确定。与轴的详细位置，线圈的形态与线圈是否闭合都是无关的。③有效值：ⅰ、意义：描述沟通电做功或热效应的物理量ⅱ、定义：跟沟通热效应相等的恒定电流的值叫做沟通的有效值。ⅲ、正弦沟通的有效值与峰值之间的关系是ε=。留意：正弦沟通的有效值和峰值之间具有ε=，的关系，非正弦（或余弦）沟通无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即。ⅳ、沟通用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；沟通电流表和沟通电压表的读数是有效值。对于沟通电若没有特殊说明的均指有效值。ⅴ、在求沟通电的功、功率或电热时必需用沟通电的有效值。④、峰值、有效值、平均值在应用上的区分。峰值是沟通改变中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在推断电容器是否会被击穿时，则需考虑沟通的峰值是否超过电容器的耐压值。沟通的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的沟通来说，其有效值是肯定的。而平均值是由公式确定的，其值大小由某段时间磁通量的改变量来确定，在不同的时间段里是不相同的。如对正弦沟通，其正半周或负半周的平均电动势大小为，而一周期内的平均电动势却为零。在计算沟通通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值。在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值。在实际应用中，沟通电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，沟通电流表和沟通电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特殊说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。２、表征交变电流改变快慢的物理量①、周期T：电流完成一次周期性改变所用的时间。单位：s.②、频率f：一秒内完成周期性改变的次数。单位：ＨZ.③、角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：.④、角速度、频率、周期，的关系ω2f3、疑难辨析沟通电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的改变率成正比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律改变的，若从中性面起先计时，0时，磁通量最大，φ应为余弦函数，此刻改变率为零（切线斜率为零），时，磁通量为零，此刻改变率最大（切线斜率最大），因此从中性面起先计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如图15-2（a）（b）所示分别是φ=φωt和εωt。第三节电感和电容对交对电流的作用1．电感对沟通有阻碍作用。电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈高频扼流圈构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小线圈绕在铁氧体上，匝数少作用：“通直流、阻沟通”通过低频，阻高频2．电容器能通沟通电容器有“通沟通，隔直流”的作用。电容器对沟通有阻碍作用。电容器对沟通阻碍作用的大小用容抗来表示。影响容抗大小的因素：C和f电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。变压器1．变压器的构造原线圈、副线圈、铁心2．变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的相互感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。3．志向变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。4．志向变压器电压跟匝数的关系：U12=n12说明：对志向变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的状况，而且适用于多个副线圈的状况。即有=……。这是因为志向变压器的磁通量全部集中在铁心内。因此穿过每匝线圈的磁通量的改变率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。在线圈内阻不计的状况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。5．志向变压器电流跟匝数的关系I12=n21（适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的状况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可依据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1=U2I2+U3I34I4+……再依据U21U31U4=U4……可得出：n1I12I2+n3I3+n4I4+……6．留意事项（1）当变压器原副线圈匝数比()确定以后,其输出电压U2是由输入电压U1确定的(即U21)但若副线圈上没有负载,副线圈电流为零输出功率为零,则输入功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入肯定负载,有了肯定的电流,即有了肯定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I12），同时有了相等的