交變電流單元復(fù)習(xí)課修改稿實用教案

1、1L2交變電流(dinli)的產(chǎn)生和描述一、交變(jio bin)電流1、交變(jio bin)電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流，簡稱交流電2、正弦交流電隨時間按正弦規(guī)律變化的電流，其圖象為正弦或余弦曲線。二、交變電流的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的軸線做勻角速轉(zhuǎn)動時，閉合線圈中就有交流電產(chǎn)生 L1L2線圈平面與磁感線垂直位置開始計時e=Emsinti=Imsintu=UmsintEm=NBS第1頁/共20頁第一頁，共21頁。22、中性(zhngxng)面：與磁場(cchng)方向垂直的平面特點(tdin)：線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的

2、變化率為零，感應(yīng)電動勢為零； 線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周兩次通過中性面，故一周里線圈中電流方向改變兩次 3、正弦交流電的圖象 第2頁/共20頁第二頁，共21頁。3三、描述交變(jio bin)電流的物理量1、瞬時值反映不同時刻交流電的大小(dxio)和方向 表達(dá)式e=Emsint i=Imsint u=Umsint 我國生活中用的市電電壓為220V，其最大值為頻率為50Hz，電壓的瞬時表達(dá)式：u=311sin314t（V） VV3112220交流發(fā)電機(jī)在工作時的電動勢為e=Emsin(t)，若將其線圈的轉(zhuǎn)速提高(t go)為原來的兩倍，則其電動勢表達(dá)式變

3、為(）A、e=Emsin(t/2 ) B、e=2Emsin(t/2)C、e=Emsin(2t) D、e=2Emsin(2t)如圖所示，一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，則下列說法中正確的是（ ）A、t=0時刻線圈位于中性面B、t1時刻，交流電改變方向C、t2時刻，線圈的交流電動勢最大D、t1-t2時間內(nèi)，線圈的交流電動勢在增大第3頁/共20頁第三頁，共21頁。4有一正弦交流電源，電壓最大值Um=120V，頻率為f=50Hz向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0=60 V，試估算在一個小時內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時間有多長？為什么人眼不能感到(gndo)這種忽明忽暗的現(xiàn)象？

4、 一個按正弦規(guī)律變化的交流電流，如圖所示，根據(jù)圖像可以知道A該交流電流的頻率是0.02HzB該交流電流的有效值是0.14AC該交流電流的瞬時值表示式 為i=0.20sin0.02tAD在t=T/8(T是周期)時刻(shk)，該電流的大小與其有效值相等第4頁/共20頁第四頁，共21頁。52、最大值也叫峰值，它是瞬時值的最大者，它反映的是交流電大小的變化(binhu)范圍 當(dāng)線圈(xinqun)平面跟磁感線平行時，交流電動勢最大，Em=NBS。 把一電容(dinrng)器C接在220V的交流電路中，為了保證電容(dinrng)不被擊穿，電容(dinrng)器C的耐壓值是多少？ 3、平均值 平均值計

5、算得到的為電動勢的用感tnE不能用算術(shù)平均法即：E=（E1+E2）/2來計算在計算感應(yīng)電量時必須要用平均值平均值不等于有效值如圖所示，求線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90角的過程中，通過線圈某一橫截面的電量（線圈的面積為S，電阻為R） 第5頁/共20頁第五頁，共21頁。64、有效值 有效值是根據(jù)電流(dinli)的熱效應(yīng)規(guī)定的 讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直(yzh)流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。 正弦(zhngxin)交流電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是： 2mEE 2mUU 2mII 通常所說的交流電壓、電流值，交流電表的測量值，用電器銘牌上所標(biāo)數(shù)值，計

6、算交流電通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、發(fā)熱功率、保險絲的熔斷電流等，都指的是有效值。 通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I第6頁/共20頁第六頁，共21頁。7要點(yodin)再現(xiàn)第7頁/共20頁第七頁，共21頁。8交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中位置勻速轉(zhuǎn)動60。求：此時發(fā)電機(jī)的電動勢為多少？電路中的電流為多少？R兩端的電壓為多少？ 在此過程中通過R的電荷量q為多少？ R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？發(fā)電機(jī)的輸出功率為多少？ 閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸

7、勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的交變(jio bin)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=311sin(314t)V。則此交流電的峰值為，有效值為，周期為，頻率為。第8頁/共20頁第八頁，共21頁。9四、感抗(n kn)和容抗1.感抗(n kn)表示電感對交變電流的阻礙作用 。fLXL2特點(tdin)： “通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻” 2容抗表示電容對交變電流的阻礙作用 。fCXC21特點 ：“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻” 在圖所示的電路中，如果交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變化情況是（ ） A1、2兩燈均變亮，3燈變暗 B1燈變亮，2、3兩燈均變暗 C1、2燈均變暗，3燈亮度不變 D1

8、燈變暗，2燈變亮，3燈亮度不變 第9頁/共20頁第九頁，共21頁。10變壓器、遠(yuǎn)距離輸電(shdin)一、理想(lxing)變壓器 1理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理(yunl)及特征 構(gòu)造：兩組線圈(原、副線圈)繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器 作用：在輸送電能的過程中改變電壓 原理：利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 特征：變壓器只能改變交變電壓 2理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律 原線圈兩端加交變電壓U1 電磁感應(yīng) tnE111tnE222忽略原、副 線圈內(nèi)阻 (銅損)忽略鐵芯中的漏磁 (鐵損)U1E1 ，U2E2 2121nnUU第10頁/共20頁第十頁，共21頁。11對理想(lxing)變壓器有：P入=P出

9、即：只有(zhyu)一只副線圈時 I1U1=I2U21221nnII存在(cnzi)多只副線圈時 I1U1=I2U2+I3U3+n1I1=n2I2+n3I3+注意：變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定；變壓器的輸入功率由輸出功率決定； 副線圈中所接電阻常稱為負(fù)載電阻，“負(fù)載”則為電阻消耗的功率。第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。12如圖所示，在繞制變壓器時，某人將兩個線圈繞在圖示鐵芯的左右兩個臂上，當(dāng)通以交流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂，已知線圈1、2的匝數(shù)比為N1N2=21，在不接負(fù)載的情況下（ ） A當(dāng)線圈1輸入電壓220 V時，線圈2輸出電壓為11

10、0 V B當(dāng)線圈1輸入電壓220 V時，線圈2輸出電壓為55 V C當(dāng)線圈2輸入電壓110 V時，線圈1輸出電壓為220 V D當(dāng)線圈2輸入電壓110 V時，線圈1輸出電壓為110 V 注意(zh y)：變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化時，通常在閉合的“口”字形鐵芯中/t相等；但當(dāng)遇到“ ”型變壓器時有1/t=2/t+3/t 注意：變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化時，通常在閉合的“口”字形鐵芯中/t相等；但當(dāng)遇到“ ”型變壓器時有1/t=2/t+3/t 第12頁/共20頁第十二頁，共21頁。13 理想變壓器初級線圈和兩個次級線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，電源電壓為

11、U1=220V。n2上連接的燈泡的實際功率為36W，測得初級線圈的電流為I1=0.3A，求通過n3的負(fù)載R的電流I3 如圖所示，理想變壓器的原線圈與燈泡A串聯(lián)后，加上交變電壓U，副線圈兩端電壓為U2，接有B和C兩個燈泡，若A、B、C是三個相同的燈泡，且均正常發(fā)光，則UU2=_。UBAC第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。143解決變壓器問題的常用(chn yn)方法 變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個(du )副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3= 思路(sl)1：電壓思路(sl)思路2：功率思路 理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)

12、變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+ 思路3：電流思路 由I=P/U知，對只有一個副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個副繞組時n1I1=n2I2+n3I3+ 第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。15思路4 ：（變壓器動態(tài)(dngti)問題）制約思路 電壓(diny)制約： 當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述(jin sh)為“原制約副” 電流制約： 當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制

13、約原” 負(fù)載制約： 變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+； 變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2； 總功率P總=P線+P2 第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。16動態(tài)分析問題(wnt)的思路程序： 如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則 A保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大 B保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小 C保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。17二、遠(yuǎn)距離輸電(shdin) 第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。18發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電(shdin)線電阻為10 .若輸電(shdin)線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：在輸電(shdin)線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比；畫出此輸電(shdin)線路的示意圖 用戶得到的電功率是多少？ 第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。19再見(zijin)!第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。20謝謝您的觀看(gunkn)！第20頁/