交变电流章节复习课件

2fL
3、特性： 通直流、阻交流；通低频、阻高频 4、应用：低频扼流圈和高频扼流圈 （a）低频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁芯上，匝数多 B、作用：“通直流、阻交流” （b）高频扼流圈： 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。
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。
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
2、符号
n1
n2
n1
n2
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
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
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
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：
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
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
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。
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。
(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 ．
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分钟来自百度文库水烧开
c
Im=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∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
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
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
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
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）
理解：方向随时间作周 期性变化的电流
i
t
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
将立体图转化为平面图
两个特殊位置：
第一特殊位置：S B —中性面
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
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）。 D 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
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 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ BC ） 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
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！
通交流 ，隔直流 通高频 ，阻低频
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。
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 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
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，
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
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
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)
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 )