[工学]交变电流复习课件.pptVIP

交变电流,交变电流：,大小和方向都随时间做周期性变化的电流,简称：交流（AC ）,直流电流：,方向不随时间变化的电流 （DC）,一、交变电流的概念,二、交变电流的产生,交流发电机模型,将立体图转化为平面图,两个特殊位置：,第一特殊位置：SB,中性面特点：,2、导体边不切割磁感线,1、磁通量最大=max,所以，E感=0，i感=0,即：此时线圈中无电流！,中性面,特点：,2、导体边垂直切割磁感线,1、磁通量为最小，=0,第二特殊位置：S/B,线圈中有感应电流,1.中性面：垂直磁场方向的平面 （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大=BS，但/t =0最小，（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的感应电动势为零 （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次 2.线圈平行与磁感线时，=0,/t最大，感应电动势最大。,思考：,在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？,（,V垂直,以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时间,V,1、正弦交变电流的图象,三、交变电流的图像和变化规律,三、交变电流的图像和变化规律,2、交变电流的变化规律,(1)感应电动势:,(2)感应电流:,(3)外电路电阻两端的电压:,e=nBssint=Emsint(从中性面开始计时),i=(nBs/R)sint=Imsint(从中性面开始计时),u=Umsint(从中性面开始计时),e=nBscost=Emcost(从BS开始计时),i=(nBs/R)cost=Imcost(从从BS开始计时),u=Umcost(从从BS开始计时),三、交变电流的图像和变化规律,3、交变电流的种类,1在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。,A,B,C,D,A B D,A,2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是( )：,T1时刻通过线圈的磁通量为零； T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。,D,从中性面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emsint 电流瞬时值表达式：i=Imsint,从平行面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emcost 电流瞬时值表达式：i=Imcost,其中：Em=NBS=Nm Im=Em/R总,以下几种情况若B、N、S、相同，则Em相同,如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生的感应电流之比为 A、12 B、21 C、14 D、41 E、11,O1,表征交变电流的物理量,一、描述电流变化快慢的物理量,1周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间 2频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数,我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次,二、描述交变电流大小的物理量,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势最大值：,2、最大值(峰值)：,1、瞬时值,甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开,3有效值,我的电流是恒定的3A,我10分钟把水烧开,我10分钟也把水烧开！,我的电流是变化的,我的电流有效值是3A,3有效值 （1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值（热效应相同） （2）说明： 交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，计算电功和热量必须用有效值 有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。,(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标注的是最大值,(3)正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系:,4、平均值:,应用:计算通过某导体截面的电量,图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。,如图所示，线圈的面积是0.05，共有100匝；线圈电阻为1，外接电阻R9，匀强磁场的磁感应强度为B1T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：,(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；,(2)线圈转过130s时电动势的瞬时值多大；,当t130s时，电动势的瞬时值,(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。,电动势的有效值为,电流表的示数,电压表的示数,(4)线圈每转过一周，外力所做的功。,一.容抗,1、反映电容对交流的阻碍作用,2、影响容抗大小的因素,电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗越小。,3.应用,（1）隔直电容：隔直流，通交流。,（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级。作用：通高频，阻低频。,*公式：,通交流、隔直流，通高频、阻低频,二.感抗,1、反映电感对交变电流阻碍作用的大小。,2、影响感抗大小的因素,自感系数越大、交流的频率越高，线圈的感抗越大。,*公式：,3、特性：,通直流、阻交流；通低频、阻高频,4、应用：,（a）低频扼流圈：,（b）高频扼流圈：,低频扼流圈和高频扼流圈,A、构造：线圈绕在铁芯上，匝数多,B、作用：“通直流、阻交流”,A、构造：线圈绕在铁氧体芯上，匝数少,B、作用：“通直流、通低频，阻高频”,小结：,通直流 ，阻交流 通低频， 阻高频,电容对交变电流的作用：,通交流 ，隔直流 通高频 ，阻低频,电感对交变电流的作用：,低频扼流圈（L大）,高频扼流圈（L小）,隔直电容器,高频旁路电容器（C小）,例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是_，C的作用是_。,解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，使绝大部分高频成分从C流过。,如图所示，当交流电源的电压（有效值）U220V、频率f50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。,（1）将交流电源的频率变为f100Hz，则 （ ） （2）将电源改为U220V的直流电源，则 （ ） AA灯比原来亮 BB灯比原来亮 CC灯和原来一样亮 DC灯比原来亮,AC,BC,送电过程,在输电过程中，电压必须进行调整。,变压器,变压器的结构,1、示意图,(1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成),(2)原线圈(初级线圈) 其匝数用n1表示 与交变