高考物理一轮复习课件交变电流的产生及其描述

高考物理一轮复习课件交变电流的产生及其描述汇报人：XX20XX-01-21CONTENTS交变电流的基本概念与产生交变电流的描述方法电阻、电感和电容对交变电流的影响变压器的工作原理及应用交变电流的功率和能量转化实验：研究交变电流的产生及其描述交变电流的基本概念与产生01定义01大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流（AC）。周期性02交变电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化。有效值03让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果交流的一个周期内产生的热量与恒定电流在相同时间内产生的热量相等，而这个恒定电流的值是这一段时间内交流的有效值。交变电流的定义及特点0102交变电流的产生原理中性面：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交变电流。正弦式交变电流的瞬时值表达式e=Emsinωt，i=Imsinωt。其中Em和Im分别为电动势和电流的峰值，ω为线圈转动的角速度。正弦式交变电流的峰值与有效值的关系对于正弦式交变电流，最大值与有效值的关系是Em=√2E，Im=√2I。正弦式交变电流的产生过程交变电流的描述方法02

瞬时值、最大值和有效值瞬时值交变电流在某一时刻的数值称为瞬时值，用小写字母i或e表示，对应于电动势或电流的瞬时值。最大值在一个周期内，交变电流所能达到的最大数值称为最大值，用大写字母Im或Em表示。对于正弦交流电，最大值等于有效值的√2倍。有效值交变电流的有效值定义为与直流电产生相同热效应的数值，用大写字母I或E表示。对于正弦交流电，有效值等于最大值的1/√2倍。频率单位时间内交变电流完成周期性变化的次数称为频率，用f表示，单位为赫兹(Hz)。频率与周期互为倒数关系，即f=1/T。周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间称为周期，用T表示，单位为秒(s)。角频率交变电流在单位时间内所转过的角度称为角频率，用ω表示，单位为弧度/秒(rad/s)。角频率与频率的关系为ω=2πf。周期、频率和角频率相位描述交变电流在某一时刻的状态的物理量称为相位，用θ表示，单位为度(°)或弧度(rad)。相位反映了交流电变化的进程。相位差两个同频率交流电相位的差称为相位差，用Δθ表示。相位差反映了两个交流电在时间上的先后关系。当两个交流电的相位差为0时，称它们为同相；当相位差为180°时，称它们为反相。相位和相位差电阻、电感和电容对交变电流的影响03在纯电阻电路中，交变电流的大小与电压成正比，与电阻成反比。交变电流的频率与电压的频率相同，相位也相同。在纯电阻电路中，交变电流的功率等于电压与电流的乘积，功率因数等于1。纯电阻电路中的交变电流电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小与电感的感抗和交变电流的频率有关。当交变电流的频率较低时，电感的感抗较小，阻碍作用不明显；当交变电流的频率较高时，电感的感抗较大，阻碍作用显著。电感对交变电流的阻碍作用表现为使电流滞后于电压一个相位角，该相位角的大小与电感的感抗和交变电流的频率有关。电感对交变电流的阻碍作用

电容对交变电流的阻碍作用电容对交变电流也有阻碍作用，阻碍作用的大小与电容的容抗和交变电流的频率有关。当交变电流的频率较低时，电容的容抗较大，阻碍作用显著；当交变电流的频率较高时，电容的容抗较小，阻碍作用不明显。电容对交变电流的阻碍作用表现为使电压滞后于电流一个相位角，该相位角的大小与电容的容抗和交变电流的频率有关。变压器的工作原理及应用04包括铁芯、原线圈、副线圈、绝缘层等部分。变压器的基本构造利用电磁感应原理，通过原线圈中的交变电流产生磁场，进而在副线圈中感应出电动势，实现电压的变换。工作原理变压器的基本构造和工作原理原、副线圈两端的电压之比等于它们的匝数之比，即U1/U2=N1/N2。原、副线圈中的电流之比等于它们匝数的反比，即I1/I2=N2/N1。理想变压器输入功率等于输出功率，即P1=P2。电压关系电流关系功率关系变压器的电压、电流与匝数关系123变压器的功率是指其传输电能的能力，通常以视在功率（VA）、有功功率（W）和无功功率（VAR）来表示。功率变压器的效率是指其输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。高效率的变压器能够减少能源浪费和降低运行成本。效率采用优质铁芯材料、降低铁损和铜损、优化线圈设计、提高制造工艺等。提高变压器效率的方法变压器的功率和效率交变电流的功率和能量转化05瞬时功率交变电流的瞬时功率是指电路在某一瞬间的功率，其大小与电流和电压的瞬时值有关。计算公式为P=UI，其中U和I分别为电压和电流的瞬时值。有功功率交变电流的有功功率是指电路在一个周期内消耗的平均功率，也称为真实功率。计算公式为P=UIcosφ，其中φ为电压和电流之间的相位差。无功功率交变电流的无功功率是指电路在一个周期内储存和释放的能量，也称为虚功率。计算公式为Q=UIsinφ，其中φ为电压和电流之间的相位差。交变电流的功率计算在交流电路中，电场能和磁场能不断地相互转化。当电流通过电感线圈时，电能转化为磁场能储存起来；当电流通过电容时，电能转化为电场能储存起来。电场能与磁场能的相互转化在交流电路中，部分电能会转化为热能散失掉。这主要是由于电路中的电阻引起的。电阻越大，电能转化为热能的效率就越高。电能与热能的转化交变电流的能量转化过程提高功率因数的意义提高功率因数可以降低电路中的无功功率，减少电能的浪费，提高电能的利用效率。同时，提高功率因数还可以减小电路中的视在功率，降低电路的成本和设备的容量。提高功率因数的方法提高功率因数的方法主要有两种：一是采用同步电动机或异步电动机的激磁调节方式，使电动机的功率因数得到提高；二是在电路中并联电容器或采用其他无功补偿措施，以补偿电路中的感性无功功率。提高功率因数的意义和方法实验：研究交变电流的产生及其描述06实验目的探究交变电流的产生原理。学习使用示波器观察和测量交变电流。实验目的和原理掌握交变电流的基本特点和描述方法。实验目的和原理实验原理交变电流是由交流电源产生的，其大小和方向随时间作周期性变化。示波器是一种能够显示电压波形随时间变化情况的电子仪器，可用于观察和测量交变电流。实验目的和原理实验器材交流电源示波器实验器材和步骤电阻箱导线若干实验步骤实验器材和步骤将交流电源、电阻箱和示波器按照正确的方法连接起来。接通交流电源，调整电源电压至适当值。打开示波器，调整相关参数，使屏幕上显示出清晰的交变电流波形。1.连接电路2.打开电源3.调整示波器实验器材和步骤仔细观察波形，记录其周期、频率、峰值等关键参数。通过调整电阻箱的阻值，改变电路中的电流大小，重复步骤3和4。实验器材和步骤5.改变条件4.观察和记录数据处理根据示波器显示的波形，测量并记录交变电流的周期T和频率f。利用公式I=V/R计算电路中的电流强度I，其中V为电源电压，R为电阻箱阻值。数据处理与结