地质灾害防治工程施工技术规程.ppt

1、交变电流（选修）,大小、方向随时间作周期变化的电流,一、认识交变电流,正弦交流电,交变电流，简称交流,二、交变电流的产生,I0,I0,I0,I 0,I0,逆时针,顺时针,二、交变电流的产生,A,B,C,D,A,中性面,线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零，线圈呈电中性中性面。,交变电流的产生过程要扣住中性面,与磁感线垂直的平面,小结,二、交变电流的产生,当线圈平面与中性面垂直时，感应电动势最大，感应电流最大。,线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线圈每转动一周（交流电的一个周期） ，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。,二、交变电流的产生,交变电流的产生过程要扣住中性面!,与

2、磁感线垂直的平面,小结,1、交变电流的图象：,正弦曲线,三、交变电流的变化规律,最大值,从中性面开始计时,线圈在磁场中转动的角速度,2、正弦交流电的表达式：,三、交变电流的变化规律,1、如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（ ） A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最大 B、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最小 C、穿过线圈的磁通量最小，线圈中感应电流最大 D、穿过线圈的磁通量最小，线圈中感应电流最小,例与练,线圈与中性面垂直,2、如图所示，从开始计时后，线圈第一次转到中性面的时刻为_末，此时穿过线圈的磁通量_（填“最大”或“零”），线圈中感应的电动势_（填“最大”或“

3、零”），在0.02s末时刻，线圈在磁场中的位置是_。,例与练,0.04s,最大,零,与中性面垂直,e,O,t/10-2s,2,4,6,8,3、如图所示，一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，则下列说法中错误的是（） A、t=0时刻线圈位于中性面 B、t1时刻，交流电改变方向 C、t2时刻，线圈的交流电动势最大 D、t1到 t2的时间内，线圈的交流电动势在增大,例与练,感应电动势最大,感应电动势为零,4、一台交流发电机产生正弦式交变电流，如果发电机线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为400V，线圈转动的角速度为314rad/s，从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时值表达式。如果

4、这个发电机线圈电阻为20，与发电机连接的外电路只有一个阻值为180的电阻，写出电路中电流的瞬时值表达式。,例与练,我国市电的频率是50Hz,T,我国市电的周期是0.02s,1、交流电的周期和频率：,四、描述交变电流的物理量,T,2、交流电的峰值和瞬时值：,四、描述交变电流的物理量,Im,峰值,瞬时值,Im,3、交流电的有效值：,问题的提出,I,四、描述交变电流的物理量,3、交流电的有效值：,（1）有效值的概念,让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在交流电的一个周期内产生的热量相等，就把这个恒定电流的数值I（或电压U）叫做这一交流电的有效值。,电流的热效应等效,四、描述交变电流的物理量,根据

5、交变电流的热效应规定的,3、交流电的有效值：,（2）正弦交流电的有效值,通常所说的交流电的电压、电流的数值都是指交流电的有效值。,交流电压表、电流表测量的电压、电流的数值也都是交流电的有效值。,正弦交流电,四、描述交变电流的物理量,5、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin(314t)V。则此交流电的峰值为，有效值为，周期为，频率为。,例与练,311V,220V,0.02s,50Hz,6、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n，每匝面积为S，线圈转动的角速度为，求线圈中产生的交变电动势的最大值。,例与练

6、,7、交流发电机在工作时的电动势为e=Emsin(t)，若将其电枢的转速提高为原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（） A、e=Emsin(t/2 ) B、e=2Emsin(t/2) C、e=Emsin(2t) D、e=2Emsin(2t),例与练,8、如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO在匀强磁场中匀速转动，=4rad/s，若已知ab=bc=20cm，匝数n=20，磁感应强度B=0.2T，求： （1）线圈在转动过程中电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，求线圈中电动势的表达式； （3）从图示位置开始，当线圈转过60时产生的感应电动势的瞬时值。,例与练,9、如图所示，正弦式交变电

7、压U的最大值为311V，负载电阻R=440，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和电流表的读数分别为 （ ） A、311V，0.5AB、220V,0.5A C、311V,0.707A D、220V,0.707A,例与练,交流电压表和电流表的读数为有效值。,10、如图所示，线圈的电阻共1.25，在匀强磁场中绕00轴以某一角速度匀速转动时，恰好使标有“1.5V 3.0W”的小灯泡L正常发光，求： （1）线圈中感应电流的最大值。 （2）线圈产生的感应电动势的最大值。,例与练,11、两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流和方形交变电流，如图所示，若它们的电流最大值相等，则两只电阻产生的热功率之

8、比为（ ） A、14 B、12 C、11 D、21,例与练,析与解,12、某周期性交变电压的图象如图所示，求该交流电压的有效值U。,例与练,（思考题）左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（） A、110V B、156V C、220V D、311V,例与练,五、电感对交变电流的影响,1、电感对交变电流有阻碍作用。,2、电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示：,交变电流的频率一定时，线圈的自感系数L越大，产生的自感电动势就越大，线圈对交变电流的阻碍作用就越大，感抗越大。,交变电流的频率越高

9、，电流的变化率越大，产生的自感电动势就越大，线圈对交变电流的阻碍作用就越大，感抗越大。,五、电感对交变电流的影响,通直流，阻交流,通低频，阻高频,3、扼流圈,低频扼流圈,五、电感对交变电流的影响,匝数多、自感系数大,通直流，阻交流,3、扼流圈,五、电感对交变电流的影响,匝数少、自感系数小,通低频，阻高频,六、电容器对交变电流的影响,1、交变电流可以通过电容器：,电容器接交流电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，,1、交变电流可以通过电容器：,只是在交变电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了交变电流。,六、电容器对交变电流的影响,隔直流，通交流,六、电容器对交变电流的影响,2、电

10、容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗来表示：,交变电流的频率一定时，电容器的电容越大，每次电容器充放电的电量越多，电路中的电流就越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小。,交变电流的频率越高，相同时间内电容器充放电的次数越多，通过电容器的电量就越多，电路中的电流就越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小。,通高频，阻低频,六、电容器对交变电流的影响,3、电容在电路中的实际应用,（1）隔直电容器：,特点：隔直流，通交流；,（2）高频旁路电容器：,特点：通高频，阻低频；,电容较小,电容较大,六、电容器对交变电流的影响,13、交流电能通过电容器，下列说法中正确的是（） A自由电子从电容

11、器的负极板通过极板间的绝缘介质到达正极板 B自由电子从电容器的正极板通过极板间的绝缘介质到达负极板 C在交变电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了交变电流 D在交变电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了恒定电流,例与练,14、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？,例与练,C1:“通高频，阻低频”,C1:小电容,C2:“隔直流，通低频”,C2:大电容,15、如图所示电路中，如果交流电的频率增

12、大，三盏电灯L1、L2、和L3的亮度将如何变化?为什么?,例与练,电容器“通高频，阻低频” ：交流电的频率增大，通过电容器的电流将变大。,电感“通低频，阻高频” ：交流电的频率增大，通过电感的电流将变小。,1、变压器的结构和符号,七、变压器,原线圈加交变电压U1,原线圈产生交变电流,在铁芯中产生交变磁场,副线圈中穿过交变磁通量,副线圈中产生感应电动势U2,2、变压器的工作原理,新电源,七、变压器,（1） 输入功率等于输出功率：,P1=P2,（2）变压比公式：,基本公式,3、理想变压器的公式：,七、变压器,没有能量损失,U1,U2,n1,n2,若n2n1,U2U1,(降压变压器）,3、理想变压器

13、的公式：,七、变压器,U1,U2,n1,n2,若n2n1,U2U1,若n2n1,U2U1,(降压变压器）,(升压变压器）,3、理想变压器的公式：,七、变压器,U1,U2,n1,n2,3、理想变压器的公式：,七、变压器,P1=P2,一个副线圈,U1,U2,n1,n2,I1,I2,15、一个理想变压器原线圈接入电压u=311sin314tV，若原、副线圈的匝数分别是1000匝和100匝，下列判断错误的是（ ） A、副线圈输出电压的频率是100Hz B、副线圈两端的电压的峰值是31.1V C、用电压表量得副线圈两端的电压是31.1V D、副线圈的输出功率与原线圈的输入功率是相同的,例与练,16、用变

14、压器给负载电阻R供电，下列哪种办法可使变压器的输入功率变大（ ） A、减少R的值 B、增加R的值 C、增加原线圈的匝数 D、减少副线圈的匝数,例与练,R,I2,I1,P2,17、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈n2=110匝，加在原线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R=11, 求： （1）副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,例与练,17、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈n2=110匝，加在原线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R=11, 求： （1）副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,

15、例与练,17、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈n2=110匝，加在原线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R=11, 求： （1）副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,例与练,18、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈有两组，分别为n2=110匝和n3=55匝，加在原线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R2=11, R3=1. 1，求： （1）每个副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,例与练,18、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈有两组，分别为n2=110匝和n3=55匝，加在原

16、线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R2=11, R3=1. 1，求： （1）每个副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,例与练,18、如图所示，理想变压器原线圈n1=1100匝，副线圈有两组，分别为n2=110匝和n3=55匝，加在原线圈两端的交流电压U1=220V，负载电阻R2=11, R3=1. 1，求： （1）每个副线圈两端的电压 （2）原线圈中电流强度 （3）变压器的输入功率,例与练,19、理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=2200匝、n3=440匝，电源电压为U1=220V，n3上连接的负载电阻R=8.8， n2上连接的灯泡“110V

17、 110W”正常发光。求原线圈中的电流I1和n2。,例与练,19、理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=2200匝、n3=440匝，电源电压为U1=220V，n3上连接的负载电阻R=8.8， n2上连接的灯泡“110V 110W”正常发光。求原线圈中的电流I1和n2。,例与练,20、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为31，电阻1、2阻值之比为12，则接通交变电源后，电阻1、2两端电压之比U1U2_ ，电阻1、2消耗功率之比P1P2_。,例与练,为什么要进行远距离输电？,电站利用能源的合理性 各地用户的需要,可靠、保质、经济,输送电能的基本要求是什么？,为什么输电过程中有电能损失？

18、,八、电能的输送,怎样减小输电过程中的电能损失？,（1）减少输电线的电阻R线,P损=I2 R,八、电能的输送,1、降低输电损耗的两个途径：,导线的电阻率要小,导线要粗,讨论：把功率为220KW的电能用铝导线输送到10km以外的地方，要使功率损失为输送功率的10%，用220V的电压输电，导线横截面积大约为多少？,（S=132cm2）,（2）减小输电电流I,因为I=,P损=I2 R,八、电能的输送,1、降低输电损耗的两个途径：,高压输电！,讨论：把功率为22KW的电能用总电阻为1的导线输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压输电，导线损失的功率又为多少？,（10000W,1W）,2、电能的输送过程：,八、电能的输送,21、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应（） A.提高输送电压，增大输送电流 B.提高输送电压，减小输送电流 C.减小输送电压，增大输送电流 D.减小输送电压，减小输送电流,例与练,22、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率变为原来的（） A.10倍 B.1/10倍 C.100倍 D.1/100倍,例与练,23、一台发电机输出功率为1000KW，用总电阻为10的导线输送到远方的用户。用5KV的电压输电