高中物理交流電知識(shí)點(diǎn)概括

1、第一節(jié)交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律一、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流。如圖15-1所示（b）、（c）、（e）所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。如圖（b）所示。而（a）、（d）為直流其中（a）為恒定電流。（a）（ b）（ c）（d ）（ e）圖 151二、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律。1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。2、中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大，但切割邊都未切割磁感線，或者說(shuō)這時(shí)線圈的磁通量變化率為零，線

2、圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、規(guī)律：（1）、函數(shù)表達(dá)式：從中性面開始計(jì)時(shí)，則e=NBScosincot。用em表示峰值em=NBSe；m則6=£乂$所31在純電阻電路中，電流1=一=sinwt=Imsinwt,電壓u=Umsinwt。RR4、交流發(fā)電機(jī)（1）發(fā)電機(jī)的基本組成：用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極（2）發(fā)電機(jī)的基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）無(wú)論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子第二節(jié)表征交變電流的物理量1、表征交變電流大小物理量瞬時(shí)值：對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值用小寫字母x表示，e i u峰值：即最大的瞬時(shí)值

3、用大與子母表不U m Im £ m£m=nsBwIm=£m/R注意：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為£m=NBSCO,即僅由匝數(shù)N,線圈面積S,磁感強(qiáng)度B和角速度3四個(gè)量決定。與軸的具體位置,線圈的形狀及線圈是否閉合都是無(wú)關(guān)的。有效值：i、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量ii、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值。iii、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是I22 U=UmUeIe注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有e=2m,u=Umi=_?的關(guān)系，非正弦（或余弦）交流無(wú),222此關(guān)系，但可按有

4、效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)和與m°其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即iv、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值。v、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。、峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么應(yīng)用意義。若對(duì)含電容電路，在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)，則需考慮交流的峰值是否超過(guò)電容器的耐壓值。交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的，對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō)，其有效值是一定的。而平均值是由

5、-W公式名=門一確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的。如對(duì).：t正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小位-n2Bs2nBs.為®=,而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)卻為零。在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用T二2有效值，而不能用平均值。在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值。在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說(shuō)明，提到的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)時(shí)，都是指有效值。ot(b圖15 2此刻變化率最大（切線斜率最大）2、表征交變電流變化快慢的物

6、理量、周期T:電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間。單位：s.、頻率f:一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：Hz.、角頻率：就是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。單位：rad/s.、角速度、頻率、周期，的關(guān)系o=2nf=T3、疑難辨析交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值和穿過(guò)線圈面積的磁通量的變化率成正比。當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的，若從中性面開始計(jì)時(shí)，t=0時(shí)，磁通量最大，。應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線斜率為零），t=工時(shí)，磁通量為零,4因此從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù)，如圖15-2（a）（b）所示分別是4=4mcos3t和e=emsinwto第

7、三節(jié)電感和電容對(duì)交對(duì)電流的作用1 .電感對(duì)交流有阻礙作用。電感對(duì)電流阻礙作用的大小用感抗來(lái)表示。感抗的大小與線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率有關(guān)，線圈的感系數(shù)越大，電流的頻率越大。電感對(duì)交變電流的阻礙作用就越大，感抗也就越大。低頻扼流圈和高頻扼流圈低頻扼流圈高頻扼流圈構(gòu)造：線圈繞在鐵心上，匝數(shù)多，電阻小線圈繞在鐵氧體上，匝數(shù)少作用：“通直流、阻交流”通過(guò)低頻，阻高頻2 .電容器能通交流電容器有“通交流，隔直流”的作用。電容器對(duì)交流有阻礙作用。電容器對(duì)交流阻礙作用的大小用容抗來(lái)表示。影響容抗大小的因素：C和f電容器的電容越大，電流頻率越大，容抗越小。第四節(jié)變壓器1 .變壓器的構(gòu)造原線圈、副線圈、鐵

8、心2 .變壓器的工作原理在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。3 .理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒(méi)有能量損失，輸入功率等于輸出功率。4 .理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系：Ui/U2=ni/n2說(shuō)明：對(duì)理想變壓器各線圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系，不僅適用于原、副圈只有一個(gè)的情況，而且適用于多個(gè)副線圈的情況。即有U1=U=U3=。這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐咳考性阼F心內(nèi)。nir）2%因此穿過(guò)每匝線圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線圈產(chǎn)生相同的電動(dòng)勢(shì)，因此每組線圈的電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比。在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，每組線圈兩端的電壓即等于電動(dòng)勢(shì)

9、，故每組電壓都與匝數(shù)成正比。5 .理想變壓器電流跟匝數(shù)的關(guān)系Ii/I2=n2/ni（適用于只有一個(gè)副線圈的變壓器）說(shuō)明：原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個(gè)的情況，一旦有多個(gè)副線圈時(shí)，反比關(guān)系即不適用了，可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出：UIi=U2I2+U3I3+U4I4+再根據(jù)U=nluU3=3-Uiu=n1U4可得出：ninininiIi=n212+n313+n4I4+6 .注意事項(xiàng)（i）當(dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比（一）確定以后，其輸出電壓U2是由輸入電壓Ui決定的（即U2=-2Ui）但若n2ni副線圈上沒(méi)有負(fù)載，副線圈電流為零輸出功率為零，則輸入功率為零，原線圈電流也為零，只有副線圈接入一定負(fù)載，有了一定的電流，即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應(yīng)的電流（Ii=S2I2）,同時(shí)有了相%等的輸入功率，（