交变电流全章复习

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1、交变电流复习备课人：姜冬成日期：2008年1月16日一．高考要求内容要求说明交变电流描述交变电流的物理量和图像I相位的概念不作要求正弦交变电流的函数表达式I电容电感对交变电流的影响I变压器I电能的输送I二．知识结构交直流的区别线圈平面与磁场方向的夹角与电流大小关系交变电流的产生一个周期内电流方向变化变化次线圈中电流为0时，磁通量，线圈中电流最大时，磁通量表达式e=Emsinωt周期频率交变电流描述交变电流的物理量峰值有效值电容电容电感对交流电路的影响电感构造变压器电压关系原理电流关系多个副线圈远距离输电三．知识

2、点一、交变电流14强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流．如图13—1—1（a）（b）（c）所示的电流都属于交变电流．图13—1—1其中，按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．如图13—1—1（a）所示．二、正弦式电流的产生和规律1．产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流．2．规律：（1）函数形式：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动，从中性面开始计时，则e＝NBSωsinωt．用Em表示最大值NBSω，则ｅ＝Emsinωt．电流i＝＝sinωt＝Imsin

3、ωt．（2）用图象展现其规律如图13—1—1（a）． 三、表征交变电流的物理量1．瞬时值：交变电流某一时刻的值．2．最大值：即最大的瞬时值．3．有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦式交流电，其有效值和最大值间关系为：E＝Em／，U＝Um／，I＝Im／．4．周期和频率：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1s内完成周期性变化的次数叫频率．它们和角速度间关系为：ω＝＝2πf． 四、电阻、感抗、容抗的区别14五、变压器及其原理变压器是利用电磁感应原理来

4、改变交变电压的装置．对理想变压器，其原、副线圈两端电压U1、U2，其中的电流I1、I2和匝数N1、N2的关系为：． 六、高压输电为减小输电线路上的电能损失，常采用高压输电．这是因为输送功率一定时，线路电流I＝，输电线上损失功率P′＝I2R线＝，可知P′∝． 【方法解析】1．交流瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的．若从中性面开始计时，该瞬时虽然穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰和磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为：ｅ＝Emsinωt；但若从线圈平面

5、和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为：ｅ＝Emcosωt．2．若线圈匝数为N，当其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，所产生的感应电动势的最大值为：Em＝NBSω．即Em仅由N、B、S、ω四个量决定，与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的．143．理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况；这是因为理想变压器的磁通量是全部集中在铁芯内的，因此穿过每组线圈

6、的磁通量的变化率是相同的，因而每组线圈中产生的电动势和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端电压即等于电动势，故每组线圈两端电压都与匝数成正比．但电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈，该关系即不适用．由于输入功率和输出功率相等，所以应有：U1I1＝U2I2＋U2′I2′＋U2″I2″＋……．4．对原、副线圈匝数比（）确定的变压器，其输出电压U2是由输入电压决定的，U2＝U1；在原、副线圈匝数比（）和输入电压U1确定的情况下，原线圈中的输入电流I1却是由副线圈中的输出电

7、流I2决定的：I1＝I2．（当然I2是由所接负载的多少而定的．）【典型例题精讲】［例1］一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4πrad／s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图13—1—2所示．则A．交变电流的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行C．当t＝0.5s时，e有最大值D．交变电流的周期是0.5　s【解析】由于线圈转动的角速度题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出．线圈的频率和交变电流的频率是相同的．ω＝4πrad/s，而ω＝2πf，故f＝2Hz，T＝＝0.5s．由图象可看出

8、：t＝0时e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直．t＝0.5s时，ωt＝2π，e＝0．所以，应选D．【思考】（1）当线圈的转速加倍时，其交变电动势的图象如何?有效值多大?（2）在线圈匀速转动的过程中，何时磁通量最大?何时磁通量的变化率最大？14【思考提示】（1）转速加倍时，电动势的最大值Em＝nBsω加倍，即Em′＝20V，交变电流的频率加倍，f′＝4Hz，其图象如图所示