高中物理知识点：交变电流概念公式

交变电流知识点讲解

1. 交流电的产生

（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。

方向随时间变化是交流电的最主要特征。

（2）交流电的产生

①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。

②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。

（3）正弦式交流电的变化规律：

若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。

①函数式为e E t i I t u U t E NBS I E R

m m m m m m

=====

sin,sin,sin,,

ωωωω

②图像如图所示：

2. 表征交流电的物理量

（1）描述交流电的大小

①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。

②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。

③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。

各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。

对正弦交流电：有效值最大值，即：，，=

===2222E E U U I I m m m

（2）周期和频率 是用来表示交流电变化快慢的物理量：

T f T f ====1222πωωππ，（对正弦式交流电）。

3. 变压器

（1）变压器的构造及原理

①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。

②工作原理

原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。变压器工作的物理基础就是利用互感现象。

（2）理想变压器

①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。 ②线圈绕组的电阻不计，无铜损现象。

③铁芯中涡流不计，即铁芯不发热，无铁损现象。

对理想变压器有：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。

（3）原、副线圈中的电压、电流关系。

①电压关系：

，若有多组副线圈，则……U U n n U U U n n n 1212123123==:::::: ②功率关系：P 1=P 2。

③电流关系：

，若有多组副线圈，则…I I n n n I n I n I 1221112233==++

4. 远距离输电

①远距离输电要解决的关键问题是减少输电线上电能的热损耗。 ②减少远距离输电过程中电能损失的方法：

若输电功率为P ，输电电压为U ，输电线电阻为R ，则输电线上热损耗P 损=I 2R

减少能量损失，有两种途径：一是减小输电线电阻，因为，可通过减R R L S

=ρ小ρ和增大S 的办法减小R ，但作用有限：另一是减小输电电流I ，在输电功率P 一定的

情况下，，故增大输电电压可减小输电电流，减小输电线能量损失，提高I P U =

输电功率。