交变电流章节复习课件
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交变电流章节复习PPT课件
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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。
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∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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、种类 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子
1.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 A B D ,属于正弦交变电流的是 A 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
(4)线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大?
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。
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∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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、种类 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子
1.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 A B D ,属于正弦交变电流的是 A 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
(4)线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大?
交变电流复习课PPT课件
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即
I1U1=I2U2.
由U1 /U2= n1/n2 ∴ I1/ I2 = n2/n1
可见,变压器工作时,原线圈和副线圈中的
电流跟它们的匝数成反比.
注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.
若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电 功率 等于输出的电功率计算.
变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制
另一种方法是提高输电的电压U,减小电流I.减 小输电导线中的电流.
在导线电阻不变的条件下,电流如果减小到原来的百分之一, 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一.
减小输电线路上的电压损失也有两种方法.U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻.
另一种是减小输电电流.在输送电功率不变的前 提下,必须提高输电电压.
第20页/共35页
2.变压器的变压比: U1/U2 =n 1/n2
U1 /n1 = U2 /n2= U3 /n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2>n1时,U2>U1,变压器使电压升 高, 这种变压器叫做升压变压器.
当n2<n1时,U2<U1,变压器使电压降低, 这种变压器叫做降压变压器.
第10页/共35页
例5:交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所 围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速 转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电 阻为R。当线圈由图中位置匀速转动60°。求:
⑴此时发电机的电动势为多少?电路中的电流为 多少?R两端的电压为多少?
⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少? ⑶ R上产生电热QR为多少? ⑷外力做的功W为多少?
于磁感线的轴线做匀角速转动时,闭合线圈中就
有交流电产生
线圈平面
L2 L1
交变电流》课件共31张
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(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(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)
无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子
第五章 交变电流
1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连, 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,与导轨平
思考:磁通量是多大?
0
E=Bsω是最大感应电动势吗?
第五章 交变电流
问题3.若单匝线框从中性面开始转动,经过 一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电 动势又是多大?
c a
d
F H
V4
θ
第五章 交变电流
中性面
V3
c d
F H
瞬时值
b
a
中性面
V4
θ
V4⊥
θ
V4∥ θ
V3⊥
V3∥
V3
e BL1V3 sin BL1V4 sin
§5.1 交变电流
永丰中学物理组
第五章 交变电流
定子
转子
电刷
第五章 交变电流
【演示1】 观察小灯泡的发光情况
“亮”、“闪”
亮: 说明有电流通过灯泡 闪: 通过灯泡电流大小是变化
线框中产生的感应电流强度大小是变化的
第五章 交变电流
【演示2】 二极管的发光情况
交替发光
G
通过二极管的电流方向是周期性变 化的
的交流电.既然是切割磁感线的运动,根据E=Blv即可求
得感应电动势,要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动 势.导体棒速度为零时,瞬时电动势为零,就在此时改变 速度方向,也同时改变电流方向. 解析:(1)因为导体棒做简谐运动,必定在AA′和BB ′中间的OO′速度最大,此时刻便是v=v0cosωt的 计时起点. 导体棒产生的感应电动势
高二物理第五章交变电流复习课件
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【解析】(1)由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面 的电流的最大值Im=2.0A。 (2)矩形线圈转动的周期 T=4.0×10-3s。 (3)由有效值I= P=I2R=
I m 2 =4W。 R 2 Im 知,线圈电阻上产生的电热功率为 2
(4)由能量守恒定律可知,外界对线圈做的功先转化成电能
再转化成电热,1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J。
为 E E m 2 Bnr
2
2
4
2
2
电阻R上产生的热量
E 2 T 4 B2 r 4 n Q ( ) R 。 R 4 8R
(2)在线圈从图示位置转过 1 转的时间内,电动势的平均值
为 E 。
t
4
2 E Br 通过R的电荷量 q I t t 。 R R 2R
A.通过R1的电流有效值是
6 A 5
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是 6 2 A
5 D.R2两端的电压最大值是 6 2 V
【标准解答】选B。首先从交变电流图像中找出交变电流的最 大值即为通过R2的电流的最大值为
3 2 A,由正弦交变电流最 5
大值与有效值的关系Im= 2 I,可知其有效值为0.6 A,由于R1 与R2串联,所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A,A、C错 误;R1两端电压的有效值为U1=IR1=6 V,B正确;R2两端电压 的最大值为 U m2=I m R 2 3 2 20 V 12 2 V, D错误。
答案:(1)2.0A
(3)4W
(2)4.0×10-3s
(4)240J
二、交变电流图像的应用
交流电的图像反映了交变电动势(电流)随时间变化的特征, 对正弦式交流电来说,我们可以从图像中获取如下信息: 1.交流电的周期(T):一个完整的正弦波对应的时间段,知 道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω =
交变电流复习课件
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交变电流复习课件
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用,以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式,包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用,如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践,掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题,熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识,解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用,以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式,包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用,如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践,掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题,熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识,解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
第五章交变电流(变压器专题复习)课件(人教版选修3-2)
![第五章交变电流(变压器专题复习)课件(人教版选修3-2)](https://img.taocdn.com/s3/m/db234177767f5acfa1c7cd6a.png)
解析:由UU12=nn12,得:因 U1=220 V,所以电压表示数 为 U2=22 V,其大小并不随输入电压的变化而变化,故 C 正确.
答案:C
4.钳形电流表的外形和结构如图10-2-5(a)所示,图(a)
中电流表的读数为1.2 A.图(b)中用同一电缆线绕了3
匝,则
()
A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4 A B.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4 A C.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6 A D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b)
5.某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通 过理想变压器后向80 km远处供电.已知输电导线的 电阻率为ρ=2.4×10-8 Ω·m,导线横截面积为 1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的 4%.求: (1)升压变压器的输出电压. (2)输电线路上的电压损失.
解析:(1)导线电阻 r=ρ2Sl=2.4×10-8×21×.58×0×101-043 Ω =25.6 Ω,输电线路损失功率为输出功率的 4%,则 4%P =I2r,代入数据得:I=125 A.由 P 入=P 出及 P=UI 得: 输出电压 U=PI =112057 V=8×104 V. (2)输电线路上电压损失 U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V.
答案:B
3.如图 10-2-4 所示,一理想变压器原、副线圈匝数之
比 n1∶n2=10∶1,在原线圈 ab 两端加上电压为 220 2
sin100πt V 的正弦交变电流,当原线圈中 ab 两端的电
压为 100 V 的瞬间,副线圈两端理想交流电压表的读
数为
()
A.220 V C.22 V
交变电流单元复习精品课件
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决定
P I1U 1 1 P1 决定
自
主
检
测
典
型
例
题
复习学案 例4
远距离输电原理图
I1
P1
I2
P2
r线
I3
P3
I4
P4
F
U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
I1
P1
I2
P2
r线
I3
P3
I4
P4
F
U 1 n1
n2 U2
U 3 n3
n4 U 4
R用
V垂直
e E m sin t
交变电流的图像和变化规律
1、正弦交变电流的图象
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
交流电的图象
自
主
检
测
典
型
例
题
复习学案 例2
瞬时值 有效值
最大值
交流电 四值
平均值
如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流 的有效值。
升压变压器
降压变压器
电压关系:
U1 n1 U 3 n3 , ,U 2 U r + U 3 U 2 n2 U 4 n4
自
主
检
测
课时小结
1、磁通量最大 Ф=Фmax
中性面
2、导体边不切割 磁感线, E感=0,i感=0
两个特 殊位置 垂直中性面
1、磁通量为
最小,Ф=0
2、导体边垂直切 割磁感线有感应电 流。
高中物理课件-交变电流复习
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电流名称 正弦式交变
电流
图象
有效值 I=Im
2
正弦半波电 流
I
=Im 2
矩形脉动电流
非对称性交变电 流
I=
t T
Im
I= 12(I21+I22)
复习回顾 变压器
一、变压器的构造
1.示意图
2.符号
二、变压器的工作原理:
1、互感现象:变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化:电能→磁场能→电能
3、理想变压器功率:
归纳: 1.磁通量按余弦: m cost
2.电动势按正弦规律变化
E nBS max
3.电流按正弦规律变化 4.电压按正弦规律变化
电流i通过R时:
成立条件: 转轴垂直匀强磁场,经中性面时开始计时
课堂练习
3.如图表示一交流的电流随时间变化的图 像,求该电流的有效值。
42
3 2
3.几种典型电流有效值的计算.
I2变化,输出电流I2决定输 入电流I1,故I1发生变化.
(3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.
1.如图所示:理想变压器的原线圈接高电压,变 压后接用电器,线路电阻不计。S原来闭合,且
R1=R2,现将S断开,那么交流电压表的示数U、
交流电流表的示数I和用电器上R1的功率P1将分 别是( )
三、交变电流的变化规律
情景:以线圈经过中性面开始计 v
时,切割边L1,另一边L2,推导 任意时刻t线圈中的感应电动势
θ
e
2N(BL1v
sin
)
又v
L2 2
θ θ
v
中性面
e NBL1L2 sin 令Em NBL1L2 NBS
优选超级经典交变电流专题复习演示ppt
![优选超级经典交变电流专题复习演示ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/529bae02a7c30c22590102020740be1e650eccd8.png)
典例导悟:
如图所示,为一交流发电机构造示意图,矩形线圈 abcd,已知
ad =L1,ab=L2,匝数为n,线圈绕OO′轴在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,线圈电阻为r,外电路电 阻为R,求:(1)由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势( 2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周,外力所做的 功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷量
第二十二页,共26页。
例9、 如图5-15所示,单匝面积为S的矩形线圈,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动,角速度为ω,线圈自 身电阻为r,负载电阻为R.线圈由图示位置转动90°的过程中:
1)线圈产生的平均电动势?
2)通过电阻R上的电量 ?
解1 :线圈转过900过程的时间
φ=0
,
Emax=2BLabν
最大 νEm=ax=ωBLSadω/2
t
I最大,感应电流方向b到a
五、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线圈中的感应电动势(ab
ωt
和cd边切割磁感线 )
ωt e nBS sin t
令 Em NBL2 =NB ωS
Em sin t
i
Em R
,通过导线截面的电量
N 2B2a4
(1)Q 4R
第二十六页,共26页。
(2)q NBa2 R
第十五页,共26页。
【例5】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;
解析:在此过程中,穿过线圈磁通量变化 BS
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1、瞬时值
e NBS sin t
2、最大值(峰值):
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: U/V
Em nBS
Um
电压最大值 电压瞬时值 t/s
0
3.有效值
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
在输电过程中,电压必须进行调整。
5.4 变压器
原线圈
闭合铁芯 副线圈
一、变压器的构造
1、示意图
铁芯
原 ∽U1线 圈
副 线 圈
n1 n2
(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 U2 (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
u/v 100 0 -50
i/A 2 0 1 2 3 4 t/s
t/s 0.2 0.4 0.6
-4
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。
1 *公式: X C 2fC
3.应用
通交流、隔直流,通高频、阻低频
(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。
小结:
电感对交变电流的作用:
通直流 ,阻交流 通低频, 阻高频
低频扼流圈(L大)
高频扼流圈(L小)
电容对交变电流的作用:
思考: 在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势 如何计算?
以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时,经过t时 间
V
t
e nBs sin t
V垂直
e E m sin t
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
nBS q Rr
Q
R(nBS ) 2
( R r )2
6.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; e Em sin t NBS 2 n sin(2 nt )
2、符号
n1
n2
n1
n2
中性面特点:
1、磁通量最大Ф=Фmax 2、导体边不切割磁感 线 所以,E感=0,i感=0
即:此时线圈中无电流!
第二特殊位置:S
B
特点:
1、磁通量为最小,Ф=0
2、导体边垂直切割磁感线 线圈中有感应电流 方向:D—C—B—A
(3)在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个 方向流动? 由a→b 丙转到丁呢? 由b→a (4)线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大? 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流; 转到乙、丁位置时线圈中电流最大!
5.3 电感和电容对交变电流的影响
一、电感对交变电流的阻碍作用 1.演示实验 现象: 接直流的亮些,接交流的暗些.
交变电流频率越高,灯越暗
结论: 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有
2.感抗
(1)反映电感对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响感抗大小的因素 自感系数越大、交流的频率越高,线圈的 感抗越大。 *具体关系: X L
2、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( B ) A.400V,0.02s B.200V, 0.02s C.400V, 0.08s D.200V, 0.08s
3、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 B 的发热功率( ) A.0.25P B.0.5P C.P D.2P
4、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
4 2
3 2
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。
7、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Q
(3).正弦(或余弦)交变电流有效值与最大值之间 的关系 Um I
I
m
2
0.707 I m
U
2
0.707U m
(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:E N t 计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。
课堂练习 1、下列说法正确的是( AB ) A.电流在一个周期内电流方向改变两次. B.电流的有效值是最大值的 1 / 2 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 .
过程分析 在线圈由甲转到乙的过程中, ab边中电流向哪个方向流动?
由a→b
在线圈由丙转到丁的过程中, ab边中电流向哪个方向流动?
由b→a
线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大? 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流; 线圈转到乙、丁位置时线圈中电流最大!
线圈转动一周,多少次经过中性面? 电流方向改变 多少次? 两次
电动势的有效值为 电流表的示数
E Em 2 50 35.4V 2
E 35.4 I 3.54 A R r 9 1
电压表的示数
U IR 3.94 9 31.86V
(4)线圈每转过一周,外力所做的功。
有效值:E、I、U
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
三、交变电流的图像和变化规律
3、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机 1、构造 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、种类 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子
我 10 分 钟 把 水 烧开
我的电 流是恒 定的3A
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 3A
3.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
1 300 300 100 0.05 2 sin(2 t) 60 60
50sin(10 t )V
(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
1 e 50sin(10 ) 43.3V 30
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。
t
ωt
o
π/2
π
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) (2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
1.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 A B D ,属于正弦交变电流的是 A 。
i
t
A
B
C
D
2 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( D ): A. T1时刻通过线圈的磁通量为零; B. T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; C. T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; D. 每当e变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都 为最大。
a O1
O2
b
B
d
c
5.2 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
1 T f
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.
2
二、描述交变电流大小的物理量
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=Emsinω t 电流瞬时值表达式:i=Imsinω t 从平行面开始计时: 电动势瞬时值表达式:e=Emcosω t 电流瞬时值表达式:i=Imcosω t 其中:Em=NBSω =Nφ mω a b d
交变电流
一、交变电流的概念
交变电流: 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称:交流(AC ) 直流电流: 方向不随时间变化的电流 (DC)
e NBS sin t
2、最大值(峰值):
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: U/V
Em nBS
Um
电压最大值 电压瞬时值 t/s
0
3.有效值
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
在输电过程中,电压必须进行调整。
5.4 变压器
原线圈
闭合铁芯 副线圈
一、变压器的构造
1、示意图
铁芯
原 ∽U1线 圈
副 线 圈
n1 n2
(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 U2 (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
u/v 100 0 -50
i/A 2 0 1 2 3 4 t/s
t/s 0.2 0.4 0.6
-4
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。
1 *公式: X C 2fC
3.应用
通交流、隔直流,通高频、阻低频
(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。
小结:
电感对交变电流的作用:
通直流 ,阻交流 通低频, 阻高频
低频扼流圈(L大)
高频扼流圈(L小)
电容对交变电流的作用:
思考: 在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势 如何计算?
以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时,经过t时 间
V
t
e nBs sin t
V垂直
e E m sin t
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
nBS q Rr
Q
R(nBS ) 2
( R r )2
6.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; e Em sin t NBS 2 n sin(2 nt )
2、符号
n1
n2
n1
n2
中性面特点:
1、磁通量最大Ф=Фmax 2、导体边不切割磁感 线 所以,E感=0,i感=0
即:此时线圈中无电流!
第二特殊位置:S
B
特点:
1、磁通量为最小,Ф=0
2、导体边垂直切割磁感线 线圈中有感应电流 方向:D—C—B—A
(3)在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个 方向流动? 由a→b 丙转到丁呢? 由b→a (4)线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大? 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流; 转到乙、丁位置时线圈中电流最大!
5.3 电感和电容对交变电流的影响
一、电感对交变电流的阻碍作用 1.演示实验 现象: 接直流的亮些,接交流的暗些.
交变电流频率越高,灯越暗
结论: 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有
2.感抗
(1)反映电感对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响感抗大小的因素 自感系数越大、交流的频率越高,线圈的 感抗越大。 *具体关系: X L
2、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( B ) A.400V,0.02s B.200V, 0.02s C.400V, 0.08s D.200V, 0.08s
3、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 B 的发热功率( ) A.0.25P B.0.5P C.P D.2P
4、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
4 2
3 2
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。
7、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Q
(3).正弦(或余弦)交变电流有效值与最大值之间 的关系 Um I
I
m
2
0.707 I m
U
2
0.707U m
(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:E N t 计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。
课堂练习 1、下列说法正确的是( AB ) A.电流在一个周期内电流方向改变两次. B.电流的有效值是最大值的 1 / 2 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 .
过程分析 在线圈由甲转到乙的过程中, ab边中电流向哪个方向流动?
由a→b
在线圈由丙转到丁的过程中, ab边中电流向哪个方向流动?
由b→a
线圈转到什么位置,电流最小(没有电流)? 线圈转到什么位置,电流最大? 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流; 线圈转到乙、丁位置时线圈中电流最大!
线圈转动一周,多少次经过中性面? 电流方向改变 多少次? 两次
电动势的有效值为 电流表的示数
E Em 2 50 35.4V 2
E 35.4 I 3.54 A R r 9 1
电压表的示数
U IR 3.94 9 31.86V
(4)线圈每转过一周,外力所做的功。
有效值:E、I、U
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
三、交变电流的图像和变化规律
3、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机 1、构造 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、种类 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子
我 10 分 钟 把 水 烧开
我的电 流是恒 定的3A
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 3A
3.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
1 300 300 100 0.05 2 sin(2 t) 60 60
50sin(10 t )V
(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
1 e 50sin(10 ) 43.3V 30
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。
t
ωt
o
π/2
π
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) (2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
1.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 A B D ,属于正弦交变电流的是 A 。
i
t
A
B
C
D
2 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( D ): A. T1时刻通过线圈的磁通量为零; B. T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; C. T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; D. 每当e变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都 为最大。
a O1
O2
b
B
d
c
5.2 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
1 T f
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.
2
二、描述交变电流大小的物理量
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=Emsinω t 电流瞬时值表达式:i=Imsinω t 从平行面开始计时: 电动势瞬时值表达式:e=Emcosω t 电流瞬时值表达式:i=Imcosω t 其中:Em=NBSω =Nφ mω a b d
交变电流
一、交变电流的概念
交变电流: 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称:交流(AC ) 直流电流: 方向不随时间变化的电流 (DC)