交变电流复习课好

交变电流当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．一、正弦式电流的产生和规律1.正弦式电流的产生中性面开始计时：

e=Emsinωt＝NBSωsin2πft电动势随时间按正弦规律变化。垂直于中性面开始计时：e=Em

cosωt电流的瞬时值：电压的瞬时值：eR总EmR总eR总i==sinωt=Imsinωtu=iR=Im

Rsinωt=Umsinωt（Em

意义？由什么决定？公式）θθEm=NBSω2.中性面应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次．TTT3.图象表示：4.交流发电机:

（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不动的部分叫定子两个特殊位置：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Ф=Фmax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，Ф=0第二特殊位置：SB线圈中有感应电流方向：D—C—B—A1．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。tiABCDABDA2一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复习1、什么是交流电？2、正弦式交流电的规律？从中性面开始计时：电动势瞬时值表达式：e=Emsinωt电流瞬时值表达式：i=Imsinωtabcd从平行面开始计时：电动势瞬时值表达式：e=Emcosωt电流瞬时值表达式：i=Imcosωt其中：Em=NBSω=NφmωIm=Em/R总以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：2.1、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、1∶2B、2∶1C、1∶4D、4∶1E、1∶1O1acdbO1O2B5.2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0t/sU/VUm电压最大值电压瞬时值甲、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3A3．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：①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②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．③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。注意：电容器的耐压值是交流的最大值。(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4．平均值：计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。(3)．正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系课堂练习

1、下列说法正确的是（）

A．电流在一个周期内电流方向改变两次．

B．正弦交流电的有效值是最大值的倍．

C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同．

D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值是-10A．AB2、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）A．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB3、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率（）

A．0.25PB．0.5PC．PD．2PB4、如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？5A所以有解：5.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。i/At/s

0.20.40-55i/A50-50.20.4t/s

（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2解：i/At/s

0.20.40-55i/A50-50.20.4t/s7、如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q6.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，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1／30s时电动势的瞬时值多大；当t＝1／30s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。例1：某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_____Hz，交流电压的有效值等于____V例2：图为一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值

例3：电路两端的交流电压u=Umsin314t(V)，在t=0.005s时的电压为10V，则此时接在电路两端的电压表读数是_____V例4：一交流电压u=15sin100πt(V)，将该交流电压加在一电阻上时，产生的电功率为25W，求该电阻R的阻值。有效值：E、I、U5.3电感和电容对交变电流的影响4、应用：（a）低频扼流圈：（b）高频扼流圈：3、特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频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”2.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。练习1、如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此电路的主要作用是---------（）A．阻直流、通交流，输出交流B．阻交流、通直流，输出直流C．阻低频、通高频，输出高频交变电流D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电D例2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率f＝50Hz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f＝100Hz，则（

）（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则（）

A．A灯比原来亮B．B灯比原来亮

C．C灯和原来一样亮D．C灯比原来亮

ACBC送电过程在输电过程中，电压必须进行调整。5.4变压器变压器的结构闭合铁芯原线圈副线圈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表示与交变电源相连(3)副线圈(次级线圈)

其匝数用n2表示

与负载相连(4)输入电压U1

输出电压U2一、变压器的构造原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽2、符号问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈是否产生电压U2？n1n2n1n2无铁芯有铁芯铁芯与线圈互相绝缘原线圈接交流电在铁芯中产生变化的磁通量副线圈产生感应电动势在铁芯中产生变化的磁通量二、变压器的工作原理——互感现象副线圈有交流电原线圈产生感应电动势——互感现象

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)二、变压器的工作原理原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽

0ett1t2t3t4若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0三、理想变压器——没有能量损失的变压器P入＝P出输入功率等于输出功率

原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有:

U1=E1

U2=E2

四、理想变压器的变压规律I1U2U1n1n2I2R~原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器理想变压器原副线圈的端电压跟它们的匝数成正比理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出五、理想变压器的变流规律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1、变压器的输入功率由输出功率决定，计算输入功率和输出功率都用

(此公式适用只有一个副线圈)需要特别引起注意的是2、区分负载和负载电阻值。以上功率表达式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。在同一电压下，R越大，负载越小；R越小，负载越大。这一点在审题时要特别注意。例．远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，在线路正常工作的情况下，当用户用电器的总功率增大时，下列判断正确的是A．升压变压器的原线圈中的电流保持不变B．降压变压器的输出电压升高C．降压变压器的输出电压降低D．输电线上损耗的电功率减小

发电机升压变压器

降压变压器

用户输电线解：这是实际用电问题。发电机输出电压、升压、降压变压器、输电线都已确定。相当于等效电路中的电源电动势、内阻不变。正常工作时内阻远小于外电阻，因此用户用电器总功率增加，一定是负载总电阻减小，引起的结果是各处电流增大、功率增大，输电线电压损失增大，降压变压器初级、次级电压都降低。选C。1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,图中电流表A1的示数12mA,则电流表A2的示数为()A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B六、课堂练习2、一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为()A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝C3.2、如图所示，一理想变压器给负载供电，已知变压器的输入电压不变，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中各交流电表的读数及输入功率P变化情况正确的是A、V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B、V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C、V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D、V1不变，V2

增大，A1减小，A2增大，P减小A1A2RV1V2u【解析】因输入电压不变，线圈匝数不变，所以变压器输出电压不变；滑动触头向上移动时，负载电阻增大，所以输出电流减小,输出功率减小，从而输入电流、输入功率也随之减小。【总结】分析此类问题时要利用不变的量来确定各变量之间的关系，通常由于负载变化将引起电流的变化、功率的变化。需要注意的是，不要认为输入功率一定是不变的(输入功率是会随着负载的变化而增大或减小的)。3.4、如