10.1 10.2 交变电流 变压器.ppt

第十章交变电流传感器,2013届高三（下）物理备课组第2周主备课,主备教师：左应华,知识网络,交变电流,交变电流的产生及其变化规律,描述交变电流的物理量,最大值,瞬时值,有效值,周期、频率,交流电路,电感、电容的作用,变压器,远距离输电,一、交变电流的产生：如图所示，将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流,L2,一、交变电流的产生,1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生,线圈平面与磁感线垂直位置开始计时,e=Emsint,i=Imsint,u=Umsint,Em=NBS,2、中性面：,与磁场方向垂直的平面,特点：,线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零；,线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次,3、交流电的图象,三、描述交变电流的物理量,1、瞬时值,反映不同时刻交流电的大小和方向,表达式,e=Emsinti=Imsintu=Umsint,我国生活中用的市电电压为220V，其最大值为频率为50Hz，电压的瞬时表达式：u=311sin314t（V）,例1：有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试计算在一个周期内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？,2、最大值,也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围,当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=NBS。,例2：把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？,3、平均值,不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算,在计算感应电量时必须要用平均值,平均值不等于有效值,例3：如图所示，求线圈由图示位置转过60角的过程中，通过线圈某一横截面的电量，线圈的电阻为R.,4、有效值,有效值是根据电流的热效应规定的,让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。,正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：,通常所说的交流电压、电流值，交流电表的测量值，用电器铭牌上所标数值，计算交流电通过导体产生的热量、发热功率、保险丝的熔断电流等，都指的是有效值。,例：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I,答案：D,4如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则(),A乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B乙图中c时刻对应甲图中的C图C若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了50次D若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz,答案：A,A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值为u10sin5t(V)D交流电b的最大值为5V,答案：BC,A.电压表V的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J,答案：D,答案：B,四、感抗和容抗,1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用。,特点：,“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”,2容抗表示电容对交变电流的阻碍作用。,特点：,“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”,左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？,C1用小电容，C2用大电容,在图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（）A1、2两灯均变亮，3灯变暗B1灯变亮，2、3两灯均变暗C1、2灯均变暗，3灯亮度不变D1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变,答案：D,专题四变压器原理和远距离输电1.变压器的构造:2.变压器的功率关系:3.变压器的变压比:4.变压器的变流比:5.几种常用的变压器,一.变压器原理变压器的构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,2.变压器的变压比:,U1U2=n1n2,理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比.,当n2n1时，U2U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器,当n2n1时，U2U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器,1.理想变压器的功率关系:,P1=P2,思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为110，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，则副线圈的输出电压为【】A60VBCD以上答案都不对,D,3.变压器的变流比:,I1I2=n2n1,变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比,注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.,若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电功率等于输出的电功率计算.,例、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为：A.51B.15C.41D.14,C,若变压器有多个输出端：I1U1=I2U2I3U3；U1：U2n1：n2，U2：U3=n2：n3；n1I1=n2I2N3I3(4)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；。,4.几种常用的变压器,a.自耦变压器.,特点是铁芯上只绕有一个线圈,如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）；,如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）,b.调压变压器.,就是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2,(2)互感器,高电压,低电压,大电流,小电流,少,多,减少输电中的功率损失可以有两种方法:P损=I2R,一种方法是:减小电阻.在电线长度L一定的情况下，应当选用电阻率小、横截面积大的导线,另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I减小输电导线中的电流,在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一，功率损失P=I2R就减小到原来的万分之一,减小输电线路上的电压损失也有两种方法U损=IR,一种是增大输电导