高中物理交变电流知识点总结

第 1 页 共 6 页 交变电流知识点总结交变电流知识点总结 一 交变电流 1 定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 称为交变电流 简称交流 用符号 表示 2 特点 电流方向随时间做周期性变化 是交流电最主要的特征 也是交流电与直流电最 主要的区别 3 正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图示 概念中性面位置与中性面垂直的位置 特 k BS 最大BS 最小0en t 感应电流为零 方向改变 BSP 最小0 最大ennBS t 感应电流最大 方向不变 变化规律 线圈从中性面开始计时 物理量函数图像 磁通量coscos m tBSt 第 2 页 共 6 页 电动势 msin sineEtnBSt 电压 m sinsin m R uUtEt Rr 电流 m sinsin m E iItt Rr 4 描述交变电流的物理量 4 1 周期和频率 1 周期 交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期 用符号 T 表示 其单位是秒 s 2 频率 交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率 用符号 f 表示 其单位是赫兹 Hz 4 2 描述交变电流的四值 物理含义重要关系适用情况 瞬时 值 交变电流某一时 刻的值 msin eEt msin iIt 计算线圈某一时刻的受 力情况 最大 值 最大的瞬时值 m EnBS m m E I Rr 确定用电器的耐压值 如电容器等 有效 值 跟交变电流的热 效应等效的恒定 电流值 m m 0 707 2 E EE 计算与电流热效应相 关的量 如功率 热量 第 3 页 共 6 页 m m 0 707 2 U UU m m 0 707 2 I II 交流电表的测量值 电器设备标注的额定 电压 额定电流 保险丝的熔断电流 平均 值 交变电流图像中 图线与时间轴所 夹面积和时间的 比值 En t E I Rr 计算通过电路横截面的 电荷量 5 解题方法及技巧 5 1 正弦交变电流图像的信息获取 直接读取 最大值 周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率 角速度 转速 瞬时值线圈的位置 5 2 交变电流有效值的求解方法 1 对于按正 余 弦规律变化的电流 可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解 即 m 2 E E m 2 U U m 2 I I 2 对于非正 余 弦规律变化的电流 可从有效值的定义出发 由热效应的 三同原则 同电阻 同时间 同热量 求解 一般选一个周期的时间计算 5 3 交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值 平均值的计算需用qIt 和 切记切记 平均值不等于有效值 平均值不等于有效值 E t E I R 12 2 EE E 二 电感与电容对交流电的影响 第 4 页 共 6 页 项目电感电容 对电流 的作用 只对交变电流有阻碍作用直流电不能通过电容器 交变电流 能通过电容器但有阻碍作用 影响因素 自感系数越大 交变电流的频率越 高 阻碍作用就越大 即感抗越大 电容越大 交变电流的频率越高 阻碍作用就越小 即容抗越小 应用 低频扼流圈 通直流 阻交流 高频扼流圈 通低频 阻高频 隔直电容器 通交流 隔直流 旁路电容器 通高频 阻低频 三 变压器和远距离输电 1 变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图 它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的 跟电源 相连的叫原线圈 另一 线圈跟负载连接 叫副线圈 铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成 图乙是电路符号 2 工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象 当在原线圈上加交变电流时 电流的大小和方 向不断改变 它在铁芯中产生交变的磁场 穿过副线圈 变化的磁场在副线圈上产生感应 电动势 这样原 副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化 从而发生互感现象 产生了感应 电动势 3 能量转化过程 原线圈的电能磁场能副线圈的电能 4 理想变压器的基本关系 第 5 页 共 6 页 理想变压器 1 没有能量损失 铜损 铁损 2 没有磁通量损失 磁通量全部集中在铁芯中 功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 PP 入出 基本关 系 电压关系 原 副线圈的电压与匣数成正比 与负载 副线圈的多 11 22 Un Un 少无关 续表 电流关系 1 只有一个副线圈时 11 22 In In 2 有多个副线圈时 由得PP 入出 或 112233nn I UI UI UI U 1 12233nn I nI nI nI n 基本关 系 频率 关系 变压器不改变交流电的频率变压器不改变交流电的频率 12 ff 电压副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定 2 U 1 U 功率原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定 1 P 2 P 制约关 系 电流原线圈电流由副线圈电流和匝数比决定 1 I 2 I 5 输电线路损耗的计算 5 1 若输送功率为 输电电压为 输电线的总电阻为 则 P输U输R线 1 电压损耗 P UI RR U 输 损线线线 输 2 功率损耗 2 2 2 P PI RR U 输 损线线线 输 5 2 减小损耗的方法 第 6 页 共 6 页 由电压损耗和功率损耗的公式可以看出 在不减小输送功率的前提下 减小损耗的方法有 两个 1 减小输电线路的电阻 由可知 间距一定时 使用电阻率小的材料或增大导 l R S 体的横截面积均可减小电阻 2 增大电压 增大输电电压就可以减小输电线路的电流 从而大幅度减小两种损耗 6 处理远距离输电问题的解题步骤 1 画出远距离输电的示意图 并在图上标出相应的物理量 2 以变压器铁芯为界线区分各个回路 各回路独立 运用串联电路的特点和性质 分析 回路中的电压 电流和功率等问题 3 各回路间通过变压器的匝数比 电压比 电流比和