(word完整版)高二物理选修3.2_第五章交变电流知识点总结,推荐文档

1、1第五章交变电流 5.15.1 交变电流一、直流电（DCDC）电流方向不随时间而改变交变电流（ACAC）大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、 交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（1 1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动 势为零（2 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 变两次三、 交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t 线圈中的感应电动势（abab 和 cdcd 边切割磁感线）L= e = AT?dsin令E讯二NBcolr二NBcoS则有e

2、=sina)te为电动势在时刻 t t 的瞬时值，EmEm 为电动势的最大值（峰值）.电动势按正弦规律变化 Eg 血 妙2）电流按正弦规律变化i = Ittfsinent电流j sin通过R时：n =（3电路上的电压按正弦规律变化 if =sin的成立条件：转轴垂亘匀强瑚场.经中性面时开始计时四、交流电的图像2五、交变电流的种类正孩更流电总)示波器中的锯齿波扫描电压 电子计算机中的矩形脉冲(4)就光通偉中的尖昧冲甲：童惟电箱中匕，示点舉申的Wi：亀子计机T：萱光*悄的疋弦爻靈电虚序會涯打林电压中餌换孵比弼E 的笋联用课堂练习1.交变电流二大小和方向都随时间做 周期性变化 的电流叫做交变电流.电

3、压和电 流随时间按正弦规律变化的交流电叫正弦交流 电2 .交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生感应电流3、当线圈平面垂直于晞感线时，线圈各边 都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的 位置叫做 中性面.线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改娈一次，因此线圈转动一 周，感应电流方向改变两次5、交流发电机有两种，即旋转破扱式 旋转电枢式其中转动的部分叫转子* 不动的部分叫定子”发电机转子是 由水轮总L.蒸汽轮机或其它动力机带动35.25.2描述交变电流的物理量复习回顾（一）交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流；简称交流。其中按正弦规律变

4、化的交流电 叫正弦交流电。（二）正弦交流电的产生及变化规律1 1 产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。2 2、中性面：跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。3 3、规律：瞬时值表达式：从中性面开始计时$电动势；e = E sin cotEni= NB(oS在纯电阻电路中：电流：i = Imsin &t电压：/ = Umsin cot最大值（峰值：E、人八一、周期和频率物理意义：表示交流电变化的快慢i i 周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2 2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的

5、次数。角频率：线圈在磁场中转动的角速度屮I2 2 7T7T3、关系：f =念二二2”一个周期内电流方向改变两次。I二、峰值和有效值3 3 有效值定义：E E、U U、I I根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内4它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。4 4 正弦交流电的有效值与最大值的关系：说明：A A、 以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B B、 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；C C、 交流电流表和交流电压表的读数是有效值D D、 对于交流电若没有特殊说明的均指有效值注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的

6、区别。1 1 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。2 2、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。, _ 一 平均值：E = ” 小结 i i 周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2 2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。.1 o了 二o _ . T .3 3、 最大值（峰值）4 4、 瞬时值：u u5 5、 有效值：E E（1 1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在 一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：EE2注意：A.A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效

7、值B.B. 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。C.C. 求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 2.32.3 电感和电容对交变电流的影响在直流电路中，影响电流和电压关系的只有电阻，而在交流电路中影响电流和电压关系的除了电阻，还有电感和电容. 通过电感和电容对交变电流影响的分析讨论，我们可以进一步认识到交流与直流的区别.一、交变电流能够通过电容器? ? 实验电路如图所示，将双刀双掷开关 S S 分别接到电压相等的直流电源和交流电源上, 观察灯泡的亮暗.S S 接直流电源时，灯泡不亮；S S 接交流电源时，灯泡发光EmEmUmUm51 1 实验表明直流不能通过电容器，而交流能够通过

8、”电容器.2 2对电容器 隔直流、通交流”的理解电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过.电容器接上交流电源时， 自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为交流通过”了电容器.二、电容器对交变电流的阻碍作用1 1 电容器对交流有阻碍作用.2 2 容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用X XC表示.3 3影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率 电容越大，频率越高，容抗越小.4 4.实际应用 P49P49隔直电容器一一通交流、隔直流. 旁路电容器 通高频、阻低频.三、电感对交变电流的阻碍作用1.1.电感对交变电流

9、有阻碍作用 2.2.感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XLXL 表示.3 3成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍 电流变化的.4.4.影响感抗的因素： 线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大.5.5. 实际应用：低频扼流圈一一通直流、阻交流.高频扼流圈通低频、阻高频.5.45.4 变压器一、变压器的构造1乔負图Z构造:C1）闭合鉄芯（绝缘硅钢片叠合而成）副（2原线圏（初级线圈）:其匝数用叫表示U）副线圈（次级线圈）;其匝数用叫表示（4）输入电压：U1；输出电压：U”67问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器原副线

10、圈不相通，那么在给原线圈接交变电压 U1U1 后，副线圈电压 U2U2 是怎样产生的?二、变压器的工作原理一一互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现 了电能W、Q到磁 场能 （变化的磁场）再 到电能（5、 。的 转化思考:若给原线圈接直流电压U萨副线圈电压?u2=o理想变压器如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、畐 U U 线圈的电阻，以及各种电磁 能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。无铜损、铁损、磁损、变压器的构造铁芯与线圈互相绝缘8三、理想娈压器的变压规律原、副线圈中磁通量的变化率相等理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之

11、比 四、理想娈压器的变流规律1 理想变压器输出功率应等于输入功率 即：苗p入u山二生AU.斗2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数 成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器若不考虎原副线圈的内阻有9四 S 理想变压器的变流规律1理想銮压器输岀功率应等于输入功率 即：B=P入叩冋儿厶U,叫m2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数 成反比一吐公式只适用于一个副线圈的变压器1理想变压器输岀功率应等于输入功率即：&二冬AfA叫1UH2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的应数成反比h _f J27.帆此公式只适用于一个副线圈的变压器U!理想娈压器的变流规律10变压器输入输出电压、电流、功率大小之

12、间的因果关系111输入功率片由输出功率&决定;P严&2. U由电源决定：尸0占=3. %由4和匝数比决定；二f2Jiv- r4. Ig由和负载决定；l2 = U?/R5. 11由I?和匝数比决定；I = n?/riI?六、有多个副线圈的理想变压器的问题一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为 n1,n1,两个副线圈的匝数分别为n2n2 和 n3,n3,相应的电压分别为U1U1、U2U2 和 U3,U3,相应的电流分别为 1111、1212 和 13,13,根据变压器的工作原理可得：根据PP出得1 = y +，3匚3 n AW1 -2n2+厶丹3课堂练习一台理想变压器原线圈

13、匝数n1n1 = 11001100 匝，两个副线圈的匝数分别是n2n2 = 6060 匝, ,n3n3 = 12001200 匝. .若通过两个副线圈中的电流分别为I2I2 = 1OA,I31OA,I3 = 5A,5A,求原线圈中的电流.(.(6 6 A A ) )如图所示：理想变压器的交流输入电压U1=220U1=220V V,有两组副线圈，其中 n n2=362=36 匝，标有 6V6V,9W9W”、12V12V , 12W12W ”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求:(1) 原线圈的匝数为 n1n1 和另一副线圈的匝数 n3.n3.(2) 原线圈的电流 1111。(1)n1二1320

14、匝 叫二72匝(2)I P.095AL EL l hGvgfl悄也rEGC12第五章第五节电能的输送一、输电线上的功率损失1设输电电流为 I I，输电线电阻为 R R,则输电线上的功率损失为：2.2.减少输电线上功率损失的方法(1 1)减小输电线的电阻 R R1减小输电线长度 L L :由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小2减小电阻率 ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料.3增大导线的横截面积 S S,这要多消耗金属材料， 增加成本，同时给输电线的架设带来很 大的困难.(2 2)减小输电电流 I I减小输送功率P :由于电站的装机容莖一定，因此电站向外 输送的电功率是一定的即在实际中

15、不 能以用户少用或不用电来减少输电线上 的功率损失.提高输电电压 U U :在输送功率 P P 一定，输电线电阻 R R 一定的条件下，输电电压提高到原来的n n 倍，输电线上的功率损失降为原来的 1/n21/n2 倍.采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施.二、输电线路上的电压损失1.电压损失：输电线路始端电压U U = U U U U ,如图所示：P|2RL L 来减小 R R.U U 跟末端电压 U U的差值，称为输电线路上的电压损失,功率关系13AU2 2 造成电压损失的因素(1 1)输电线电阻造成电压损失U U = IRIR (2 2)输电线感抗和容抗造成电压损失.

16、3.3.减小输电线路上电压损失的方法(1) 减小输电线电阻 R R对高压输电线路效果不佳.(2) 减小输电电流 I I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施.I输送功率为 KKJkW 以下，距离为几百米以内，一般采用 220的电压送电。这就是通常用的低压线路。2输送功率为儿千 kXV 到儿万 kW,距离为几十 km 到上百 km,般采用或 lldkV 的电压送电。这就是所谓高 N3如果输送功率为川万以上，距离为几 ffkin,就必须采用 22ORV 甚至更高的电压送电中这就是所谓超盛压输电目前我国远距离送电采用的电压有110kV110kV、220kV220kV 和 330kV,33

17、0kV,在少数地区已开始采用500kV500kV 的超高压送电。目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV1150kV。大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV10.5kV、13.8kV13.8kV、15.75kV15.75kV、18.0kV18.0kV。例：发电机输出电压 220V220V，输出功率 44kW44kW ,每条输电线电阻 0.20.2Q，求用户得到的电压 和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1 1: 1010 的升压变压器将电压升高，经同样输电I14线路，后经 1010: 1 1 的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？140V,140V, 28KW28KW219.2V,219.2V, 43.84KW43.84KW思考：有一台内阻为 1 1Q的发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为1 1: 4 4,降压变压器的匝数比为 4 4: 1 1,输电线总阻为 R=4R=4Q,全校共 2222 个班，每班有 220V,40w220V,40w ”15的灯 6 6 盏，若