選修3-2描述交變電流的物理量

選修3-2描述交變電流的物理量contents目錄交變電流概述描述交變電流的物理量交流電的產(chǎn)生與變化規(guī)律交流電的功率和功率因數(shù)交流電的傳輸與分配01交變電流概述大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流。交變電流正弦式交變電流周期性變化按正弦規(guī)律變化的交變電流。一個(gè)周期內(nèi)，電流的方向變化兩次，大小呈正弦波形規(guī)律變化。030201交變電流的定義方向變化大小變化相位差周期性交變電流的特點(diǎn)01020304交變電流的方向在一個(gè)周期內(nèi)改變兩次。交變電流的大小隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變化。不同頻率的交變電流具有不同的相位差。交變電流的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化。交變電流的應(yīng)用利用交變電流產(chǎn)生磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。如日光燈、白熾燈等，利用交變電流點(diǎn)亮燈絲。家庭和工業(yè)用電主要采用交流電，通過變壓器和發(fā)電機(jī)組提供。無(wú)線電通訊、電話線路等利用交變電流傳輸信號(hào)。交流電機(jī)交流照明交流電源交流通訊02描述交變電流的物理量描述某一時(shí)刻電流的方向和大小。定義根據(jù)正弦或余弦函數(shù)計(jì)算。計(jì)算用于交流電表、信號(hào)處理等領(lǐng)域。應(yīng)用瞬時(shí)值交流電在一個(gè)周期內(nèi)可以達(dá)到的最大值。定義根據(jù)正弦或余弦函數(shù)的振幅計(jì)算。計(jì)算用于交流電壓、電流的峰值表示和設(shè)備耐壓、耐流設(shè)計(jì)。應(yīng)用最大值

有效值定義與交流電產(chǎn)生的熱量等效的直流電的值。計(jì)算根據(jù)正弦或余弦函數(shù)的平均值計(jì)算。應(yīng)用用于交流電的功率計(jì)算、電器設(shè)備的額定電壓和電流表示。周期頻率關(guān)系應(yīng)用周期和頻率交流電一個(gè)完整變化所需的時(shí)間長(zhǎng)度。周期與頻率互為倒數(shù)，即T=1/f。交流電在單位時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)。用于交流電的頻率調(diào)整、信號(hào)處理等領(lǐng)域。03交流電的產(chǎn)生與變化規(guī)律交流電是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。交流發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。交流發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生交流電。交流發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，即當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。交流電的產(chǎn)生

交流電的變化規(guī)律交流電的電壓和電流的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化。這種變化規(guī)律可以用正弦函數(shù)或余弦函數(shù)表示。交流電的頻率是表示交流電變化快慢的物理量，我國(guó)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。交流電的周期是表示交流電變化一周所需的時(shí)間，與頻率互為倒數(shù)關(guān)系。交流發(fā)電機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備中的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、交通等領(lǐng)域。交流發(fā)電機(jī)的工作原理是利用電磁感應(yīng)定律將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓大小取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速以及繞組匝數(shù)等因素。輸出電壓的頻率與轉(zhuǎn)速成正比，因此可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)輸出頻率。交流發(fā)電機(jī)的工作原理04交流電的功率和功率因數(shù)有功功率是指實(shí)際做功的功率，用符號(hào)P表示，單位為瓦特(W)。有功功率的計(jì)算公式為：P=UIcosθ，其中U為電壓有效值，I為電流有效值，cosθ為功率因數(shù)。在交流電的一個(gè)周期內(nèi)，瞬時(shí)功率相加的總和為零，即平均功率為零。有功功率反映了交流電在一個(gè)周期內(nèi)所消耗的能量。交流電的有功功率無(wú)功功率是指電感或電容元件與電源之間交換的功率，用符號(hào)Q表示，單位為乏(Var)。無(wú)功功率的計(jì)算公式為：Q=UIsinθ，其中U為電壓有效值，I為電流有效值，sinθ為無(wú)功電流與有功電流的比值。交流電的無(wú)功功率無(wú)功功率是由電感或電容元件產(chǎn)生的，用于建立磁場(chǎng)或電場(chǎng)，但不轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。無(wú)功功率反映了交流電在一個(gè)周期內(nèi)所交換的能量。視在功率是指電壓和電流有效值的乘積，用符號(hào)S表示，單位為伏安(VA)。01交流電的視在功率和功率因數(shù)視在功率包括了有功功率和無(wú)功功率，但不反映實(shí)際做功的多少。02視在功率的計(jì)算公式為：S=UI，其中U為電壓有效值，I為電流有效值。03功率因數(shù)是指有功功率與視在功率的比值，用符號(hào)cosθ表示。04功率因數(shù)反映了電源的效率，是衡量電源利用程度的重要參數(shù)。0505交流電的傳輸與分配電纜輸電利用電纜傳輸電能，具有低損耗、高可靠性、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。高壓輸電通過提高電壓等級(jí)，降低線路損耗，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電。無(wú)線輸電利用電磁波傳輸電能，無(wú)需物理線路連接，但能量傳輸效率較低。交流電的傳輸方式由配電變壓器、開關(guān)站和配電線路組成，負(fù)責(zé)將電能分配給用戶。配電網(wǎng)絡(luò)通過并聯(lián)電容器或同步調(diào)相機(jī)等設(shè)備，對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。無(wú)功補(bǔ)償通過調(diào)節(jié)變壓器分接頭或投切無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，保持電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。電壓控制交流電的分配方式動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性指電網(wǎng)在受到較大擾動(dòng)后，各發(fā)電機(jī)能夠保持同步運(yùn)行的能力。暫態(tài)穩(wěn)定性指電網(wǎng)在發(fā)生短路、故障等