第十七章交變電流知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和范例

1、第十七章 交變電流知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和范例知識(shí)網(wǎng)絡(luò)范題精講【例1】 如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,匝數(shù)為 n = 50 匝的矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),每匝線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)= 25 cm,寬為d= 20 cm.線圈每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng) 1500 rad,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,從線圈平面經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).（1）寫(xiě)出交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）若每匝線圈本身電阻 r=0.02,外接一阻值為 13的用電器,使線圈與外電路組成閉合電路,寫(xiě)出交流感應(yīng)電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）若從線圈平面垂直于磁感線的位置開(kāi)始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e和感應(yīng)電流i的瞬時(shí)表達(dá)式如何？（4）畫(huà)出（1）（2）中的

2、 e-t、i-t 圖象.解析：（1）線圈匝數(shù) n=50,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=2f=2× rad/s=50 rad/s,線圈的面積 S = Ld = 0.05 m2.所以Em = nBS = 50×0.5×0.05×50 V = 196 V從圖示位置計(jì)時(shí),有e = Emcost = 196cos(50t) V.（2）若 r = 0.02,則r= 50r = 0.02×50=1.0R總= R + r= 13 +1=14Im= A= 14 A所以 i= Im cost= 14cos(50t) A.（3）若從線圈平面與磁

3、感線垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí),即從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的瞬時(shí)值分別為e=196sin(50t) V,i=14sin(50t) A.（4）因?yàn)?50,所以T=0.4 sEm= 196 V, Im= 14 A e-t、i-t 圖象如圖所示.答案：（1）196cos(50t) V（2）i=14cos(50t) A（3）e=196sin(50t) V,i=14sin(50t) A（4）見(jiàn)解析. 【例2】 如圖所示的電路中,已知交變電源的電壓u= (200sin100t) V,電阻 R= 100,不考慮電源內(nèi)阻對(duì)電路的影響.則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為B.2 A,220 VD.2 A,100 V解

4、析：在交變電路中,電流表、電壓表的讀數(shù)均是有效值,據(jù)此,電壓表的讀數(shù)為U= Um/=200/ V=141 V電流表的讀數(shù)為I= Im/=1.41 A.答案：C【例3】 有5個(gè)完全相同的燈泡連接在理想變壓器的原、副線圈中,如圖所示.若將該線路與交流電源接通,且開(kāi)關(guān)S接在位置1時(shí),5個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同；若將開(kāi)關(guān)S接在位置2時(shí),燈泡均未燒壞.則下列可能的是A.該變壓器是降壓變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為41B.該變壓器是升壓變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為14C.副線圈中的燈泡仍能發(fā)光,只是更亮些D.副線圈中的燈泡仍能發(fā)光,只是亮度變暗解析：若S接1時(shí),五個(gè)燈泡亮度相同,說(shuō)明通過(guò)各個(gè)燈泡的電流相同,則通過(guò)副線

5、圈的電流是通過(guò)原線圈的4倍.由,故,此變壓器是降壓變壓器,所以選項(xiàng)A正確；若S接2時(shí),原線圈的輸入電壓增大,副線圈的輸出電壓隨之增大,則接于副線圈的燈泡均比原來(lái)更亮些,所以選項(xiàng)AC正確.答案：AC【例4】 發(fā)電站通過(guò)升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶,如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器.（1）畫(huà)出上述輸電全過(guò)程的線路圖.（2）若發(fā)電機(jī)的輸出功率是 100 kW,輸出電壓是250 V,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 125,求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流.（3）若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的 4%,求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.（4）計(jì)算降壓變壓器的輸出功率.解析：（1）見(jiàn)圖（2）對(duì)升壓變壓器,據(jù)公式,有U2= ×250 V=6250 V,I2= A=16 A.（3）因?yàn)镻耗=I22R線,P耗=0.04 P1所以R線=15.6因?yàn)閁=U2U3=I2R線所以U3=U2I2R線=（625016×15.6） V=6000 V.（4）P4