交變電流單元復(fù)習(xí)課

交變電流1整理課件L2交變電流的產(chǎn)生和描述一、交變電流1、交變電流：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=Emsinωti=Imsinωtu=UmsinωtEm=NBSω2整理課件2、中性面：與磁場方向垂直的平面特點：①線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；②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、正弦交流電的圖象從中性面開始計時，通過線圈的磁通量及交流電路中電動勢、電流、路端電壓隨時間變化如圖：3整理課件三、描述交變電流的物理量1、瞬時值反映不同時刻交流電的大小和方向表達(dá)式e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt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）★交流發(fā)電機在工作時的電動勢為e=Emsin(ωt)，假設(shè)將其線圈的轉(zhuǎn)速提高為原來的兩倍，那么其電動勢表達(dá)式變?yōu)?〕A、e=Emsin(ωt/2)B、e=2Emsin(ωt/2)C、e=Emsin(2ωt)D、e=2Emsin(2ωt)★如圖所示，一只矩形線圈在勻強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4整理課件★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，假設(shè)霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0=60V，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這種忽明忽暗的現(xiàn)象？★一個按正弦規(guī)律變化的交流電流，如下圖，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，該電流的大小與其有效值相等5整理課件2、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范圍

當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時，交流電動勢最大，Em=NBωS?！锇岩浑娙萜鰿接在220V的交流電路中，為了保證電容不被擊穿，電容器C的耐壓值是多少？

3、平均值

⑴不能用算術(shù)平均法即：E=〔E1+E2〕/2來計算⑵在計算感應(yīng)電量時必須要用平均值⑶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）

6整理課件4、有效值

有效值是根據(jù)電流的熱效應(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，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。正弦交流電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是：

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?！锿ㄟ^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I7整理課件要點再現(xiàn)8整理課件★交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω，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：⑴此時發(fā)電機的電動勢為多少？電路中的電流為多少？R兩端的電壓為多少？⑵在此過程中通過R的電荷量q為多少？⑶R上產(chǎn)生電熱QR為多少？⑷外力做的功W為多少？⑸發(fā)電機的輸出功率為多少？

★閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=311sin(314t)V。那么此交流電的峰值為，有效值為，周期為，頻率為。9整理課件四、感抗和容抗1.感抗表示電感對交變電流的阻礙作用。特點：

“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。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（）A．1、2兩燈均變亮，3燈變暗B．1燈變亮，2、3兩燈均變暗C．1、2燈均變暗，3燈亮度不變D．1燈變暗，2燈變亮，3燈亮度不變10整理課件變壓器、遠(yuǎn)距離輸電一、理想變壓器

1．理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征

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)

忽略原、副線圈內(nèi)阻

(銅損)忽略鐵芯中的漏磁

(鐵損)U1＝E1

，U2＝E2

11整理課件對理想變壓器有：P入=P出即：只有一只副線圈時I1U1=I2U2存在多只副線圈時I1U1=I2U2+I3U3+……n1I1=n2I2+n3I3+……注意：⑴變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定；⑵變壓器的輸入功率由輸出功率決定；⑶副線圈中所接電阻常稱為負(fù)載電阻，“負(fù)載〞那么為電阻消耗的功率。12整理課件★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N1∶N2=2∶1，在不接負(fù)載的情況下（）A．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為110VB．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為55VC．當(dāng)線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為220VD．當(dāng)線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為110V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ΔΦ/Δt相等；但當(dāng)遇到“〞型變壓器時有ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt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ΔΦ/Δt相等；但當(dāng)遇到“

”型變壓器時有ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt13整理課件★

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U∶U2=_______。UBAC14整理課件3．解決變壓器問題的常用方法變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3=……

思路1：電壓思路思路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)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+……

15整理課件思路4：〔變壓器動態(tài)問題〕制約思路⑴電壓制約：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，可簡述為“原制約副〞⑵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“副制約原〞⑶負(fù)載制約：①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+…；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；③總功率P總=P線+P2

16整理課件動態(tài)分析問題的思路程序：★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