交变电流知识点的总结

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2024年高考物理电磁交变电流知识点总结

2024年高考物理电磁交变电流知识点总结

2024年高考物理电磁交变电流知识点总结1. 交流电和直流电的区别- 交流电是指电流方向和大小都随时间发生变化的电流,而直流电是指电流方向和大小保持恒定的电流。

- 交流电的电流方向在正负半周之间交替变换,而直流电的电流方向始终保持不变。

- 交流电的电压和电流随时间的变化呈正弦曲线,而直流电的电压和电流保持不变。

2. 交流电的表示方法- 交流电可以用正弦函数表示,即:I = I0sin(ωt + φ),其中I表示电流的大小,I0表示最大电流值,ω表示角频率,t 表示时间,φ表示初相位。

- 交流电的有效值Irms等于最大值的一半,即:Irms = I0 / √2。

- 交流电的频率表示单位时间内周期的个数,单位是赫兹(Hz)。

3. 电阻、电感和电容对交流电的影响- 电阻对交流电的影响是产生电流和电压的相位差,使电流滞后于电压,导致功率损耗和热量产生。

- 电感对交流电的影响是导致电流滞后于电压,使电流大小和方向发生变化,产生感抗。

- 电容对交流电的影响是导致电压滞后于电流,使电流大小和方向发生变化,产生容抗。

4. 交流电路中的有功功率和无功功率- 交流电路中的有功功率是指电能转化为其他形式的功率,可以做功或产生热量。

- 交流电路中的无功功率是指电能在电路中循环流动而不进行能量转换的功率,不做功也不产生热量。

- 总功率等于有功功率和无功功率的矢量和,即:P =√(P^2 + Q^2),其中P表示有功功率,Q表示无功功率。

5. 电感和电容的串联和并联- 电感的串联时,总电感为各个电感的代数和,即L = L1 + L2 + L3 + ...- 电感的并联时,总电感的倒数等于各个电感倒数的代数和的倒数,即1/L = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + ...- 电容的串联时,总电容的倒数等于各个电容倒数的代数和的倒数,即1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...- 电容的并联时,总电容为各个电容的代数和,即C = C1 + C2 + C3 + ...6. 电感和电容的共振- 电路中的电感和电容可以形成共振电路,当电感和电容达到共振频率时,电压和电流的幅值达到极大值,相位差为零。

交变电流知识点

交变电流知识点

第一单元 交流电的产生及变化规律一.交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流,正弦式电流产生于在匀强电场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里,线圈每转动一周,感应电流的方向改变两次。

二.正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动. 1.当从图12—2即中性面...位置开始在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数: 即 e=εm sin ωt , i =I m sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度;ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角;。

是线框面与中性面的夹角2.当从图位置开始计时:则:e=εm cos ωt , i =I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度;是线框与磁感应强度B 的夹角;此时V 、B 间夹角为(π/2一ωt ).3.对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω; 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。

对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =mE R三.几个物理量1.中性面:如图所示的位置为中性面,对它进行以下说明: (1)此位置过线框的磁通量最多. (2)此位置磁通量的变化率为零.所以 e=εm sin ωt=0, i =I m sin ωt=0(3)此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图中的t 2,t 4时刻,因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面,电流的方向改变两次,频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次. 2.交流电的最大值:εm =B ωS 当为N 匝时εm =NB ωS(1)ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度/秒,nad/s (注意rad 是radian 的缩写,round/s 为每秒转数,单词round 是圆,回合).(2)最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B 在同一直线上. (3)最大值对应图中的t 1、t 2时刻,每周中出现两次. 3.瞬时值e=εm sin ωt , i =I m sin ωt 代入时间即可求出.不过写瞬时值时,不要忘记写单位,如εm =2202V ,ω=100π,则e=2202sin100πtV ,不可忘记写伏,电流同样如此.4.有效值:为了度量交流电做功情况人们引入有效值,它是根据电流的热效应而定的.就是分别用交流电,直流电通过相同阻值的电阻,在相同时间内产生的热量相同,则直流电的值为交流电的有效值. (1)有效值跟最大值的关系εm =2U 有效,I m =2I 有效(2)伏特表与安培表读数为有效值.(3)用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值. 5.周期与频率:交流电完成一次全变化的时间为周期;每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率.单位1/秒为赫兹(Hz ).一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T ,边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝,线圈电阻r =1Ω,线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动,角速度为ω=2πrad /s ,外电路电阻R =4Ω,求: (1)转动过程中感应电动势的最大值.(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600时的即时感应电动势. (3)由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势. (4)交流电电表的示数. (5)转动一周外力做的功. (6)61周期内通过R 的电量为多少? 二、表征交流电的物理量【例1】. 交流发电机的转子由B ∥S 的位置开始匀速转动,与它并联的电压表的示数为14.1V ,那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为__V 。

交变电流知识点及公式

交变电流知识点及公式

交变电流知识点及公式交变电流是指方向和大小都随时间周期性变化的电流。

它是电流的一种常见形式,在电力输送和家庭用电中被广泛应用。

了解交变电流的知识点和公式可以帮助我们更好地理解和分析交流电路的行为。

一、交变电流的特点:1.频率:交变电流的频率是指单位时间内交变电流的变化次数。

单位为赫兹(Hz)。

在家庭用电中,交流电的频率通常为50Hz或60Hz。

2.幅值:交变电流的幅值是指电流波形中的最大值,表示电流的大小。

单位为安培(A)。

3.周期:交变电流波形中一个完整的周期是指电流从一个方向变化到另一个方向所需的时间。

4.波形:交变电流的波形通常采用正弦波形,也称为正弦交流电。

二、交变电流的公式及关系:1.交变电压公式:对于正弦交流电,其电压和电流之间的关系可以用以下公式表示:V(t) = Vm * sin(Wt + φ)其中,V(t)表示时刻t的电压值,Vm表示电压幅值,W表示角频率,t表示时间,φ表示相位差。

2.有效值公式:交变电流的幅值并不能很好地反映电流的大小,实际应用中常用有效值表示电流的大小。

有效值公式如下:Ie ff = Im / √2其中,Im表示电流的幅值,Ieff表示电流的有效值。

3.交变电流的周期和频率之间的关系:周期(T)和频率(f)之间的关系如下:f=1/TT=1/f其中,f表示频率,T表示周期。

4.交变电流的相位差公式:相位差表示电流波形和电压波形之间的时间差。

在正弦交流电中,电流和电压的相位差公式如下:φ = 2πft其中,φ表示相位差,f表示频率,t表示时间。

5.交变电流中的功率公式:交变电流的功率可以使用以下公式计算:P = Veff * Ieff * cos(φ)其中,P表示功率,Veff表示电压的有效值,Ieff表示电流的有效值,φ表示电流和电压的相位差。

三、交变电流的应用:交变电流有广泛的应用,包括:1.电力输送:交变电流可以通过变压器进行高压送电,然后通过变压器进行低压供电,方便电力输送和分配。

高三物理交变电流知识点

高三物理交变电流知识点

高三物理交变电流知识点交变电流是指在电路中,电流的方向和大小以一定的规律进行周期性变化的电流。

交变电流具有许多特点和应用,以下是交变电流的主要知识点。

一、正弦曲线表示交变电流的变化规律交变电流的变化规律可以用正弦曲线来描述。

正弦曲线可以通过以下公式表示:I = I_m sin(ωt + φ)其中,I_m表示交流电流的最大值,ω是角频率,t是时间,φ是初相位。

二、交变电流的频率和周期交变电流的频率指的是单位时间内交流电流变化的周期个数。

频率的单位是赫兹(Hz),常用的交变电流频率有50Hz和60Hz。

交变电流的周期是指交流电流完成一个周期所需的时间。

三、有效值和峰值交变电路中,电流的峰值是指交流电流变化过程中电流达到的最大值。

有效值是指交变电流在一定时间内,所做的功和相同时间内直流电流所做的功相等时的电流值。

四、交变电流的电阻、电感和电容1. 交变电流在电阻中产生的功率为P = I^2R,其中I为交变电流的有效值,R为电阻的阻值。

2. 交变电流通过电感时,由于电感的自感性,电流和电压之间存在相位差。

电感的阻抗为Z_L = ωL,其中ω为角频率,L为电感的大小。

3. 交变电流通过电容时,由于电容的电流滞后于电压,电流和电压之间存在相位差。

电容的阻抗为Z_C = 1/(ωC),其中C为电容的大小。

五、交变电流的复数表示方法交变电流可以用复数表示,复数形式为A + Bi。

其中,A表示交流电流的实部,B表示交流电流的虚部。

复数形式的交流电流可以用欧拉公式表达为I = I_m * e^(iωt)。

六、交变电流的应用交变电流广泛应用于电力系统、电动机、变压器等领域。

通过交变电流的变压变流作用,可以实现电能的输送、转换和控制。

总结:交变电流是物理学中重要的概念之一,掌握交变电流的知识点对于理解电路的运行原理和应用具有重要意义。

需要理解交变电流的变化规律、频率和周期、有效值和峰值、电阻、电感、电容等基本概念。

同时,了解交变电流的复数表示方法和应用领域,能够更好地应用交变电流的知识解决实际问题。

交变电流知识点总结

交变电流知识点总结

交变电流知识点总结交变电流是指电流方向和大小随时间而变化的电流。

它是一种重要的电流形式,广泛应用于电力系统、电子电路、通信系统等领域。

下面对交变电流的基本概念、特点、生成方法、传输和应用进行总结。

一、基本概念:1.交变电流的方向和大小随时间而变化,可以用正弦波形表示,也可以用复数形式表示。

2.交变电流有频率和周期的概念。

频率是指单位时间内交变电流通过的周期数,单位是赫兹(Hz);周期是指交变电流完成一个完整的循环所需要的时间,单位是秒(s)。

二、特点:1.交变电流的方向和大小在时间上是连续变化的,与直流电流相比,交变电流的变化速度更快。

2.交变电流的有效值与其最大值的关系为:有效值=最大值/√2,有效值是交变电流的有效功率的基准值。

3.交变电流的平均值为零,即大约一半时间是正的,一半时间是负的,因此它的总体功率为零。

三、生成方法:1.通过交流发电机产生:交流发电机通过转动线圈和磁场的相互作用,产生交变电动势,再通过变压器将电压调整到合适的输电电压。

2.通过交流变压器产生:交流变压器通过变压器原理,将输入电压的大小和频率调整到合适的输出电压。

3.通过电子器件产生:交流电源通过半波整流、全波整流、桥式整流等方式将交变电流转换为直流电流,再通过逆变器将直流电流转换为交变电流。

四、传输:交变电流在传输过程中,存在电阻、电感和电容等元件的影响,会导致电流的衰减和相位的延迟。

为了减小传输损耗和提高传输效率,需要采取一系列措施,如增加输电线路的导体截面积、降低输电线路的电阻、合理选择输电线路的导线材料等。

五、应用:1.电力系统:交变电流是电力系统中主要的电流形式,用于发电、输电和配电等环节。

电力系统中的交变电压一般为50Hz或60Hz,通过变压器调整电压的大小,以适应不同的用电需求。

2.电子电路:许多电子设备和电路都使用交变电流。

例如,交流电源用于供给电子设备工作所需的电能;交流调压电路用于平稳调节电压,以保证设备正常工作。

高考物理电磁交变电流知识点总结

高考物理电磁交变电流知识点总结

高考物理电磁交变电流知识点总结高考物理中,电磁交变电流是一个重要的知识点。

下面将对电磁交变电流的相关知识点进行总结。

1. 交变电流和直流电流的区别:交变电流和直流电流是相对而言的。

直流电流是指电流方向不变的电流,电流大小保持不变;而交变电流是指电流的方向和大小都随时间不断变化的电流。

2. 电磁感应定律:电磁感应定律是描述磁场变化对电路中感应电动势产生的作用的定律。

根据电磁感应定律,当磁场发生变化时,会在电路中产生感应电动势,从而产生感应电流。

3. 交流电路中的电感、电容和电阻:在交流电路中,电感、电容和电阻的相互作用对电路中的电流和电压起着重要影响。

- 电感对交流电流的作用:电感(线圈)对高频交流电有较大的阻碍作用,在电路中产生感抗(XL)。

- 电容对交流电流的作用:电容对低频交流电有较大的阻碍作用,在电路中产生容抗(XC)。

- 电阻对交流电流的作用:电阻对交流电流的阻碍作用不变,产生的阻抗(R)是常数。

4. 交流电压的表示方式:交流电压的大小可用有效值(也称为RMS值)表示,即将交流电压的平方值取平均后开根号。

有效值与直流电压相等时,二者具有相同的功率传输能力。

5. 交流电路中的频率:交流电路中,频率(f)是指单位时间内交流电流或电压的变化次数。

频率的单位是赫兹(Hz)。

交流电路中的频率对电路中元件的选择和性能有重要影响。

6. 交流电路中的有功功率和无功功率:- 有功功率:在交流电路中,电阻所消耗的功率称为有功功率,用来产生有用的功效。

- 无功功率:在交流电路中,电感和电容所消耗的功率称为无功功率,没有直接做功用。

7. 交流电路中的复数表示法和相量图表示法:- 复数表示法:利用复数表示交流电压和电流的大小和相位关系。

例如,电压U和电流I可以用复数U=U'+jU''和I=I'+jI''表示,其中U'、I'表示电压和电流的幅值,U''和I''表示电压和电流的相位差。

交变电流知识点总结

交变电流知识点总结

交变电流知识点总结一、交变电流简介交变电流是指电流在周期性变化的电压作用下的一种特殊类型电流。

与直流电流不同的是,交变电流的电流方向和大小都会周期性地改变。

交变电流的周期通常用频率来表示,单位是赫兹。

二、交变电流的特点1. 方向变化:交变电流的方向会随着时间的推移而变化,从正向到负向再到正向,以此类推。

2. 幅值变化:交变电流的幅值是随着时间的推移而变化的,最大值称为峰值,用符号V表示。

3. 频率:交变电流的频率是指单位时间内交变的次数,单位是赫兹,用符号f表示。

4. 交变电流的周期与频率之间的关系可以用公式T=1/f表示,其中T代表周期,单位是秒。

三、交变电压与交变电流的关系1. 交变电压和交变电流之间存在相位差。

相位差是指电压达到最大值时,电流处于哪个位置。

交变电压和交变电流之间的相位差可以用正弦曲线来表示。

2. 交变电压和交变电流之间的相位差决定了有功功率和无功功率的大小。

当电压和电流的相位差为0时,有功功率最大;当相位差为90度时,无功功率最大。

3. 交变电压和交变电流之间的相位差还决定了电路中所存在的电阻、电感和电容的阻抗大小和性质。

四、交变电流的应用1. 交流电的输送:交变电流比直流电流传输能量更远,更高效。

因此,交变电流被广泛应用于电力输送领域,如电网输电、变压器等。

2. 家庭用电:家庭中供电一般为交流电,可用于照明、供电等方面。

交流电能够通过变压器将电压调整到适合家庭使用的范围。

3. 电子设备:大部分电子设备都需要交流电来工作,交流电可以通过电源适配器将交变电流转换为直流电流,为电子设备供电。

4. 工业应用:工业生产中的许多设备需要交替变化的电流来驱动,如电机、发电机等。

交变电流在工业领域中具有重要的应用价值。

五、交变电流的安全问题1. 交流电的频率很高,在触及带电器件时,有可能会对身体产生伤害。

因此,在使用交流电时,应注意安全措施,避免触电事故的发生。

2. 安全用电:使用交流电时,应选择符合国家标准的电器,确保电器的绝缘性能良好,避免漏电和触电的风险。

交变电流-知识点总结

交变电流-知识点总结

已经将文本间距加为24磅,第17章:交变电流一, 知识网络二, 重, 难点知识归纳1. 交变电流产生(一), 交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流, 简称沟通。

如图17-1所示(b ), (c ), (e )所示电流都属于沟通, 其中按正弦规律变化的沟通叫正弦沟通。

如图(b )所示。

而(a ), (d)为直流其中(a )为恒定电流。

(二), 正弦沟通的产生及变化规律。

(1), 产生: 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时, 线圈中产生的沟通是随时间按正弦规律变化的。

即正弦沟通。

产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I 周期和频率的关系:T=1/f 图像:正弦曲线电感对交变电流的作用:通直流, 阻沟通,通低频, 阻高频 应用 交变电流 电容对交变电流的作用:通沟通, 阻直流,通高频, 阻低频 变压器 变流比: 电能的输送原理:电磁感应 变压比:U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈:I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈:I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失: 电压损失: 远距离输电方式:高压输电(2), 中性面:匀速旋转的线圈, 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。

这一位置穿过线圈的磁通量最大, 但切割边都未切割磁感线, 或者说这时线圈的磁通量变化率为零, 线圈中无感应电动势。

(3), 规律:从中性面开始计时, 则e=NBS ωsin ωt 。

用ε表示峰值NBS ω则e=εsin ωt 在纯电阻电路中,电流I=sin ωt=Isin ωt, 电压u=Usin ωt 。

2, 表征交变电流大小物理量(1)瞬时值: 对应某一时刻的沟通的值 用小写字母x 表示, e i u(2)峰值:即最大的瞬时值。

大写字母表示, Um Im εmεm = nsB ωIm =εm / R留意: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时, 所产生感应电动势的峰值为ε=NBS ω, 即仅由匝数N, 线圈面积S, 磁感强度B 和角速度ω四个量确定。

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、知识网络C 产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的厂瞬时值:l= I msin co t峰值:l m = nsBo /R厂电感对交变电流的作用: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、阻直流,通高频、阻低频电压损失:U损第17章:交变电流变 压 器广原理:电磁感应 变压比:U 1/U 2=n i /n 2只有一个副线圈:11/|2=n 2/n i 变流比:、电能的输送有多个副线圈:l i n i = l 2n 2=丨3门3=p 损 功率损失:(U )2R线V 有效值:11m 八'2周期和频率的关系:T=1/f <图像:正弦曲线⑶、规律:丛中性面开始计时,机械能是指动能S 口势能的总和。

用£m 表示峰值NBS 机械能 及其转化3则e= c m sin wt 在纯电阻电路转化:动能和势能之间相互转化。

机械能守流:百阻力超能和R Rmsin 川, u=U m sin二、重、难点知识归纳1 •交变电流产生(一)、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简 称交流。

如图17-1所示(b )、(c )、(e )所示电流都属于交流,其中按正弦规i s■-- 1 1—o1『/\/otot1 『 ~T dt■-0u Kt1 __ L(a )( b )( c ) (d )( e )图 17-1 图15 1律变化的交流叫正弦交流。

如图(b )所示。

而(a )、(d )为直流其中(a )为 恒定电流。

(二八 正弦交流的产生及变化规律。

(1) 、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈 中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。

即正弦交流。

(2) 、中性面:匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。

这一 位置穿过线圈的磁通量最大,但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通 量变化率为零,线圈中无感应电动势。

2、表征交变电流大小物理量(1) 瞬时值:对应某一时刻的交流的值用小写字母 x 表示,e i u ⑵峰值:即最大的瞬时值。

大写字母表示,U m I ma ma m = nsB 3I m = a m / R注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电 动势的峰值为a m =NBS 3,即仅由匝数N ,线圈面积S,磁感强度B 和角速 度3四个量决定。

与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。

(3) 有效值:a 、 意义:描述交流电做功或热效应的物理量b 、 定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。

非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导, 如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相 等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值。

即1 = 1m。

e 、 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。

对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。

f 、 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

(4) 峰值、有效值、平均值在应用上的区别。

峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义。

若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否 超过电容器的耐压值。

交流的有效值是按热效应来定义的,对于一个确定的交流来说,其有效值是 定的。

而平均值是由公式—n确定的,其值大小由某段时间磁通量的变化tC 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是a =;U=U m<2注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有aU=U 2I;的关系,量来决定,在不同的时间段里是不相同的。

如对正弦交流,其正半周或负半周的 平均电动势大小为- 葺譽 2nB ^,而一周期内的平均电动势却为零。

在计算交流通过电阻2产生的热功率时,只能用有效值,而不能用平均值。

在计算通过导体的电量 时,只能用平均值,而不能用有效值。

在实际应用中,交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效 值,交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值,解题中,若题 示不加特别说明,提到的电流、电压、电动势时,都是指有效值。

(5)、表征交变电流变化快慢的物理量a 、周期T:电流完成一次周期性变化所用的时间。

单位: s .b 、频率f (转速n ): 一秒内完成周期性变化的次数。

单位:H Z . C 、角频率3:就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。

单 位: rad/s.2d 、角速度、频率、周期,的关系3 =2 f= 一=2 nT (6)、疑难辨析交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的磁通量也是按正弦(或余弦)规律变化的,若从中性面开始计时, 图17-2t=0时,磁通量最大,©应为余弦函数,此刻变化率为零(切线斜率为零),t=匚时,磁通量为零,此刻变化率最大(切线斜率最大),因此4 从中性面开始计时,感应电动势的瞬时表达式是正弦函数,如上图 17-2所 示分别是© = ©m cos wt 和 e= cmsin 3t 。

3、变压器 (1)变压器的构造:原线圈、副线圈、变化率成正比。

当线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈铁心图15 2(2).变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象,叫做互感现象,互感现象是变压器工作的基础。

(3) .理想变压器:磁通量全部集中在铁心内,变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率。

(4).理想变压器电压跟匝数的关系:U i/U 2= n i/n 2说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系,不仅适用于原、副圈只有一个的情况,而且适用于多个副线圈的情况。

即有5 / 也=••…n i r)2 rh 这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。

因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的,每匝线圈产生相同的电动势,因此每组线圈的电动势与匝数成正比。

在线圈内阻不计的情况下,每组线圈两端的电压即等于电动势,故每组电压都与匝数成正比。

(5)理想变压器电流跟匝数的关系I i/12= n 2/n i (适用于只有一个副线圈的变压器)说明:原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况,一旦有多个副线圈时,反比关系即不适用了,可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:U i I i= U2I2+ U3I3+U4I4+……再根据U2=」U i U3=」U in j mU4= —4U4 ........ 可得出:n in11i = n 2I2+ n 3I3+ n 4I4+(6).注意事项(i)当变压器原副线圈匝数比(匕)确定以后,其输出电压U2是由输入电压 n2U i决定的(即U2=止U i)但若副线圈上没有负载,副线圈电流为零输出功率为零,则输入功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率,原线圈上才有了相应的电流(I l=^l2),同时有了相等的输入功率,(P入=卩出)所以说:变压器上的电压是由原线圈决定的,而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。

4、电能的输送(1)输送电能的过程:输送电能的过程如下所示:发电站一升压变压器一高压输电线一降压变压器一用电单位。

(2).高压输电的道理思路:输电f导线(电阻)f发热f损失电能f减小损失。

输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。

电流通过很长的导线要发出大量的热,所以,输电时,必须设法减小导线发热损失。

由焦耳定律Q=I2Rt,减小发热Q有以下三种方法:一是减小输电时间t,二是减小输电线电阻 R,三是减小输电电流I。

第一种方法等于停电,没有实际价值。

第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。

适用的超导材料还没有研究出来。

排除了前面两种方法,就只能考虑第三种方法了。

从焦耳定律公式 Q=l 2Rt可以看出,第三种办法是很有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。

所以说要减小电能的损失,必须减小输电电流。

但从另一方面讲,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。

根据公式P=UI,要使输电电流I减小,而输送功率P不变(足够大),就必须提高输电电压U。

所以说通过高压输电可以保证在输送功率不变,减小输电电流来减小输送电的电能损失。

(3)变压器能把交流电的电压升高(或降低)在发电站都要安装用来升压的变压器,实现高压输电。

但是我们用户使用的是低压电,所以在用户附近又要安装降压的变压器。

一是为了安全,二是用电器只能用低电压。

三、典型例题例1、交流发电机在工作时产生的电压流表示式为 u U m Sin t,保持其他条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加一倍,则此时电压流的变化规律变为()A . 2U m Si n2 t B. 4U m Si n2 t C. 2U m sin t D . U m si nt解析:线圈的转速和匝数同时增加一倍,则U m增加4倍,线圈的转速增加一倍,则3为原来的两倍。

答案为Bo点拨:此题是一个基础题,考查的是对电压流表示式为u U m Sin t的理解,最好亲自动手推导公式,才有利于公式的记忆。

小试身手1.1、关于线圈在匀强磁场中转动产生交变电流,以下说法正确的是()A .线圈每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次C.线圈每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D .线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次1.2、如图17-3所示,矩形线圈ACDE放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈以相同的角速度,分别绕 MN、PQ、AC、AE轴线匀速转动,线圈中产生的感应电动势分别为曰、E2、E3、曰,则下列关系中正确的_是()A.E1= E2, E3= E4B. E1= E2= E3, E4=0C. E1 = E2= E3= E4 D . E2= E3, E1= E4例2、如图17-4表示一交流随时间变化的图像,求此交流的有效值。

解析:此题所给交流正负半周的最大值不相同,许多同学对交流电有效值的意义理解不深,只知道机械地套用正弦交流电的最大值是有效值的2倍的关系,直接得出有效值,而对此题由于正负半周最大值不同,就无从下手。

应该注意到在一个周期内前半周期和后半周期的有效值是可求的,再根据有效值的定义,选择一个周期的时间,利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相同,从焦耳定律求得。

点拨:此题是一个简单计算题,主要是考查对交变电流中最大值的有效值的关系的理解。

小试身手2.1、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时,产生的感应电动势为 e 220血sin1。

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