【原创】3.3交变电路中的电感和电容

1、3.3 3.3 交变电路中的电容与电感交变电路中的电容与电感 交流发电机模型的原理简图交流发电机模型的原理简图 一、两个特殊位置的比较一、两个特殊位置的比较 核心要点突破核心要点突破 中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面 位置位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行线圈平面与磁场平行 磁通量磁通量最大最大零零 磁通量变磁通量变 化率化率 零零最大最大 感应电动感应电动 势势 零零最大最大 电流方向电流方向改变改变不变不变 线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面 （1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量最磁通

2、量最 大大，但磁通量的变化率为零，线圈中的，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势电动势 为零为零 （2 2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线 圈转动圈转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变 两次两次 中性面中性面 tNBLvesin2 2 L v tLNBesin 2 SNBLNBEm 2 令 则有 tEe m sin e e为电动势在时刻为电动势在时刻t t的瞬时值，的瞬时值， E Em m为电动势的最大值（峰值）为电动势的最大值（峰值） 三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以

3、线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线圈线圈 中的感应电动势（中的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁感线）边切割磁感线） . . a(ba(b) ) c(dc(d) ) 求解交变电动势瞬时值的步骤：求解交变电动势瞬时值的步骤： 1确定线圈转动是从哪个位置开确定线圈转动是从哪个位置开 始计时始计时 2确定表达式是正弦还是余弦确定表达式是正弦还是余弦 3确定转动的角速度确定转动的角速度 及及n、B、 S等等 4求出峰值求出峰值Em，写出表达式，写出表达式， 代入角度求瞬时值代入角度求瞬时值 特别提醒特别提醒 三、正弦交流电的图象三、正弦交流电的图象 1用图象描述交变电流的变化规律用图象描述交

4、变电流的变化规律(在中性面时在中性面时t0) 函数函数图象图象说明说明 磁通量磁通量 mcost BScost S为线圈的面积，为线圈的面积，n 为线圈的匝数，为线圈的匝数，r为为 线圈的电阻线圈的电阻(内阻内阻)， R为外电阻为外电阻 电动势电动势 eEmsint nBSsint 函数函数图象图象说明说明 电压电压 uUmsint sint S为线圈的面积，为线圈的面积，n 为线圈的匝数，为线圈的匝数，r为为 线圈的电阻线圈的电阻(内阻内阻)， R为外电阻为外电阻 电流电流 iImsint sint 在交变电流的产生实验中，关于中性面，下列说法正确的是在交变电流的产生实验中，关于中性面，下列

5、说法正确的是() A此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零 B磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁 通量的变化率最大通量的变化率最大 C线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发 生改变生改变 D线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率 最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变 课堂互动讲练课堂互动讲练 对中性面的认识对中性面的认

6、识 有一有一10匝正方形线框，边长匝正方形线框，边长 为为20 cm，线框总电阻为，线框总电阻为1 ，线，线 框绕框绕OO轴以轴以10 rad/s的角速度的角速度 匀速转动，如图匀速转动，如图322所示，垂所示，垂 直于线框平面向里的匀强磁场的直于线框平面向里的匀强磁场的 磁感应强度为磁感应强度为0.5 T问：问： 交变电流的规律交变电流的规律 图图321 (1)该线框产生的交变电流电动势最大值、该线框产生的交变电流电动势最大值、 电流最大值分别是多少？电流最大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过线框从图示位置转过60时，感应电动时，感应电动 势的瞬时值是多大？势的瞬时值是多大？ (3)写

7、出感应电动势随时间变化的表达式写出感应电动势随时间变化的表达式 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方 向，并位于线圈平面内的转动轴匀速转动时，线向，并位于线圈平面内的转动轴匀速转动时，线 圈中的感应电动势圈中的感应电动势e随时间的变化规律如图随时间的变化规律如图32 3所示下列说法中正确的是所示下列说法中正确的是() 交变电流的图象交变电流的图象 图图323 A从线圈平面与磁场方向平从线圈平面与磁场方向平 行的时刻开始计时行的时刻开始计时 Bt1和和t3时刻穿过线圈的磁时刻穿过线圈的磁 通量为零通量为零 Ct1和和t3时刻穿过线圈的磁时刻穿过线圈的磁 通

8、量变化率为零通量变化率为零 D每当每当e变换方向时，穿过变换方向时，穿过 线圈的磁通量的值都最大线圈的磁通量的值都最大 【思路点拨思路点拨】先由电动势先由电动势 特点判断线圈所处位置，然后根特点判断线圈所处位置，然后根 据线圈所处位置即可求得答案据线圈所处位置即可求得答案 对直流电路和交流电路的影响是否相同呢？ 电容器对电路的影响 S C-+ 直流电不直流电不能能通通过电容器过电容器 交流电交流电能够能够通通过电容器过电容器 电容器电容器对交流电对交流电有阻碍的作用有阻碍的作用 1 1、容抗容抗: : 2 2、容抗的影响因素容抗的影响因素: : 总结：总结：电容器在电路中的影响电容器在电路中的影响 通交通交流、流、隔直隔直流，流，通高通高频、频、阻低阻低频频 影响因素影响因素 电容器对电路的影响 前前 级级 输输 出出 后后 级级 输输 入入 前前 级级 输输 出出 后后 级级 输输 入入 电容器在电路中的应用 使用三孔插头、插 座，使交流电源与 电器金属外壳良好 接地 电感器对电路的影响 - + S L 直流电直流电能够能够通通过电感器过电感器 交流电交流电能够能够通通过电感器过电感器 电感器电感器对交流电对交流电有阻碍的作用有阻碍的作用 1 1、感抗感抗: : 2 2、感抗的影响因素感抗的影响因素: : 通直通直流、流、阻