【原創(chuàng)】3.3交變電路中的電感和電容

1、3.3 3.3 交變電路中的電容與電感交變電路中的電容與電感 交流發(fā)電機模型的原理簡圖交流發(fā)電機模型的原理簡圖 一、兩個特殊位置的比較一、兩個特殊位置的比較 核心要點突破核心要點突破 中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面 位置位置線圈平面與磁場垂直線圈平面與磁場垂直 線圈平面與磁場平行線圈平面與磁場平行 磁通量磁通量最大最大零零 磁通量變磁通量變 化率化率 零零最大最大 感應(yīng)電動感應(yīng)電動 勢勢 零零最大最大 電流方向電流方向改變改變不變不變 線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面 （1 1）線圈經(jīng)過）線圈經(jīng)過中性面中性面時，穿過線圈的時，穿過線圈的磁通量最磁通

2、量最 大大，但磁通量的變化率為零，線圈中的，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢電動勢 為零為零 （2 2）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線 圈轉(zhuǎn)動圈轉(zhuǎn)動一周一周，兩次兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變經(jīng)過中性面，電流方向改變 兩次兩次 中性面中性面 tNBLvesin2 2 L v tLNBesin 2 SNBLNBEm 2 令 則有 tEe m sin e e為電動勢在時刻為電動勢在時刻t t的瞬時值，的瞬時值， E Em m為電動勢的最大值（峰值）為電動勢的最大值（峰值） 三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻以

3、線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t t線圈線圈 中的感應(yīng)電動勢（中的感應(yīng)電動勢（abab和和cdcd邊切割磁感線）邊切割磁感線） . . a(ba(b) ) c(dc(d) ) 求解交變電動勢瞬時值的步驟：求解交變電動勢瞬時值的步驟： 1確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開 始計時始計時 2確定表達式是正弦還是余弦確定表達式是正弦還是余弦 3確定轉(zhuǎn)動的角速度確定轉(zhuǎn)動的角速度 及及n、B、 S等等 4求出峰值求出峰值Em，寫出表達式，寫出表達式， 代入角度求瞬時值代入角度求瞬時值 特別提醒特別提醒 三、正弦交流電的圖象三、正弦交流電的圖象 1用圖象描述交變電流的變化規(guī)律用圖象描述交

4、變電流的變化規(guī)律(在中性面時在中性面時t0) 函數(shù)函數(shù)圖象圖象說明說明 磁通量磁通量 mcost BScost S為線圈的面積，為線圈的面積，n 為線圈的匝數(shù)，為線圈的匝數(shù)，r為為 線圈的電阻線圈的電阻(內(nèi)阻內(nèi)阻)， R為外電阻為外電阻 電動勢電動勢 eEmsint nBSsint 函數(shù)函數(shù)圖象圖象說明說明 電壓電壓 uUmsint sint S為線圈的面積，為線圈的面積，n 為線圈的匝數(shù)，為線圈的匝數(shù)，r為為 線圈的電阻線圈的電阻(內(nèi)阻內(nèi)阻)， R為外電阻為外電阻 電流電流 iImsint sint 在交變電流的產(chǎn)生實驗中，關(guān)于中性面，下列說法正確的是在交變電流的產(chǎn)生實驗中，關(guān)于中性面，下列

5、說法正確的是() A此時線圈各邊都不切割磁感線，感應(yīng)電流等于零此時線圈各邊都不切割磁感線，感應(yīng)電流等于零 B磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁 通量的變化率最大通量的變化率最大 C線圈平面每次經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電流的方向一定會發(fā)線圈平面每次經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電流的方向一定會發(fā) 生改變生改變 D線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，磁通量的變化率線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，磁通量的變化率 最大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變最大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變 課堂互動講練課堂互動講練 對中性面的認識對中性面的認

6、識 有一有一10匝正方形線框，邊長匝正方形線框，邊長 為為20 cm，線框總電阻為，線框總電阻為1 ，線，線 框繞框繞OO軸以軸以10 rad/s的角速度的角速度 勻速轉(zhuǎn)動，如圖勻速轉(zhuǎn)動，如圖322所示，垂所示，垂 直于線框平面向里的勻強磁場的直于線框平面向里的勻強磁場的 磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為0.5 T問：問： 交變電流的規(guī)律交變電流的規(guī)律 圖圖321 (1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、 電流最大值分別是多少？電流最大值分別是多少？ (2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60時，感應(yīng)電動時，感應(yīng)電動 勢的瞬時值是多大？勢的瞬時值是多大？ (3)寫

7、出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式 一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方 向，并位于線圈平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時，線向，并位于線圈平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時，線 圈中的感應(yīng)電動勢圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間的變化規(guī)律如圖隨時間的變化規(guī)律如圖32 3所示下列說法中正確的是所示下列說法中正確的是() 交變電流的圖象交變電流的圖象 圖圖323 A從線圈平面與磁場方向平從線圈平面與磁場方向平 行的時刻開始計時行的時刻開始計時 Bt1和和t3時刻穿過線圈的磁時刻穿過線圈的磁 通量為零通量為零 Ct1和和t3時刻穿過線圈的磁時刻穿過線圈的磁 通

8、量變化率為零通量變化率為零 D每當每當e變換方向時，穿過變換方向時，穿過 線圈的磁通量的值都最大線圈的磁通量的值都最大 【思路點撥思路點撥】先由電動勢先由電動勢 特點判斷線圈所處位置，然后根特點判斷線圈所處位置，然后根 據(jù)線圈所處位置即可求得答案據(jù)線圈所處位置即可求得答案 對直流電路和交流電路的影響是否相同呢？ 電容器對電路的影響 S C-+ 直流電不直流電不能能通通過電容器過電容器 交流電交流電能夠能夠通通過電容器過電容器 電容器電容器對交流電對交流電有阻礙的作用有阻礙的作用 1 1、容抗容抗: : 2 2、容抗的影響因素容抗的影響因素: : 總結(jié)：總結(jié)：電容器在電路中的影響電容器在電路中的影響 通交通交流、流、隔直隔直流，流，通高通高頻、頻、阻低阻低頻頻 影響因素影響因素 電容器對電路的影響 前前 級級 輸輸 出出 后后 級級 輸輸 入入 前前 級級 輸輸 出出 后后 級級 輸輸 入入 電容器在電路中的應(yīng)用 使用三孔插頭、插 座，使交流電源與 電器金屬外殼良好 接地 電感器對電路的影響 - + S L 直流電直流電能夠能夠通通過電感器過電感器 交流電交流電能夠能夠通通過電感器過電感器 電感器電感器對交流電對交流電有阻礙的作用有阻礙的作用 1 1、感抗感抗: : 2 2、感抗的影響因素感抗的影響因素: : 通直通直流、流、阻