交变电流章末总结20页PPT
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交变电流(全章总结)
a
b
• 5、理想变压器原线圈1400匝，副线圈700 匝并接有电阻R，当变压器工作时原线圈中 （D ） • A、电流的频率之比为2:1 • B、功率之比为2:1 • C、电流之比为：2:1 • D、电压之比为2:1
• 6、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝 数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场 中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电 流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示 数为（B ） • A、3 mA A1 A2 • B、0 mA v n1 n2 R • C、48 mA B • D、与负载R的值有关
0 0.01 0.02 0.03
• 3、有一个交变电流，其电压u=311sin314tV, 则（ ） AD • A、此交变电流做打点计时器的电源时，打点 周期为0.02S • B、它可使“220V 100W”的灯泡正常发光， 也可使耐压值为220V的电容器正常工作 • C、用交流电压表测量时，读数为311V • D、使用这个交流电的用电器，每通过1C的电 荷量时，电流做功220J
Em
0 t2 t1 t3 t4
t
• 2、如图所示为一正弦交变电流通过一电子 元件时的波形图，则下列说法正确的是 （ B ） • A、这也是一种交变电流 • B、电流的变化周期是0.02S • C、电流变化的周期是0.01S • D、电流通过100欧的电阻时，1S内产生热 量200J i/A
2 t/s
交变电流复习
一、交变电流
• 1、定义: 大小 和 方向 都随时间周期性变化的电流 • 2、产生：线圈在 匀强磁场 中绕垂直于磁场 方向的轴转动。 • 特殊位置：中性面：B ┴ S，磁通量 最大 ， • 感应电动势 最小 ，电流 改变 方向。 • 最大值位置： B ∥ S，磁通量 等于0 ， • 感应电动势 最大 ，电流不改变 方向。 • 3、表达式： e= Emsinωt，（中性面开始） • e= Emcosωt ，（与中性面垂直开始） • Em= nBSω . • 4、按正弦规律变化的电流叫正弦式交变电流
5.1《交变电流》PPT课件(共47页)
m
0 -Em
t1 t2
t3 t4
t
2. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab 边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势 的最大值及对应的线圈位置。
0.0628V
线圈平面与磁场方向平行。
一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
2. 线圈与磁感线平行时， φ=0,△φ/△t 最大，感应 电动势最大。
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推导任意时刻t 线圈中的感应电动势（演示 ）
e 2NBL1v sin t
L2 又v 2
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em
NBL1L2 =NBSω
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
作图时规定感应电动势正方向为abcda
b
c
d
d
K L B
c
b d L
c
a
b
b
bcLeabharlann daaL
k B
A
A
k
c K L B A d L
a
a
A
k B
A
B
Em
e
T/4 π/2 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π
Em=nBsω
e Em sin t
则有
0 -Em
t1 t2
t3 t4
t
2. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab 边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势 的最大值及对应的线圈位置。
0.0628V
线圈平面与磁场方向平行。
一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
2. 线圈与磁感线平行时， φ=0,△φ/△t 最大，感应 电动势最大。
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推导任意时刻t 线圈中的感应电动势（演示 ）
e 2NBL1v sin t
L2 又v 2
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em
NBL1L2 =NBSω
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
作图时规定感应电动势正方向为abcda
b
c
d
d
K L B
c
b d L
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b
bcLeabharlann daaL
k B
A
A
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T/4 π/2 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
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π
Em=nBsω
e Em sin t
则有
交变电流章节复习PPT课件
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？
第五章《交变电流》.ppt
10
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
2020-11-9
c a
V
感谢你的观看
N
V
d
S
11
B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
2020-11-9
感谢你的观看
12
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
NN
SS
2020-11-9
感谢你的观看
25
３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
2020-11-9
感谢你的观看
26
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
2020-11-9
0
-Em
感谢你的观看
t
27
六、交流发电机
2020-11-9
感谢你的观看
28
2020-11-9
感谢你的观看
29
1、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）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
交变电流》课件共31张
（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
3.2交变电流的描述课件(21张PPT)
电流为I,让该交变电流和恒定电流分别通过
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
交变电流章末总结课件
.通
过升压变压器升压后输出电压U′＝
n2 n1
U，降压变压器获得电压为U′－I1·2R＝
n2 n1
U－I1·2R，灯泡L1两端电压为
n2 n1
U－I1·2R
n4 n3
，则通过灯泡L1的电流为
nn21U－I1·2Rnn43 RL
.
故由变压器电流变化规律得I1＝nn21U－RIL1·2Rnn43nn43.
(5)输电导线上损耗的电功率： P损＝P2－P3＝I2线R线＝UR线2线＝U线I线． (6)输电导线上的电压损失： U线＝I线·R线＝U2－U3.
3．处理思路 (1)根据具体问题画出输电线路示意图． (2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量． (3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量． (4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解．
3．有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流
通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是U＝
1 2
Em，I＝
1 2
Im.对于非正弦交变电流的有效值，以上关系不成立，应根据定义来
求．通常所说的交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值．用
(2)在线圈由图示位置匀速转动90°角的过程中，用有效值计算R产生的热量．
Q＝I2RT4，其中I＝
Im ＝ 22
n2BLR2＋ω r，T＝2ωπ
Q＝I2RT4＝n126B2RL＋4ωrR2π.
(3)在转过90°角的过程中感应电动势的平均值为
E ＝nΔΔΦt .
通过R的电荷量： ΔΦ
q＝ I ·Δt＝R＋E r·Δt＝nR·＋Δtr·Δt＝nR·＋ΔΦr＝2nRB＋L2r.
高中物理 第二章 交变电流章末总结课件 教科版选修32
I2n2
电流
功率损失：P损＝ 电能输送 电压损失：U损＝
答案
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一、交变电流“四值”的计算和应用
典例精析
例1 如图1所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm，bc＝
ad＝30 cm，匝数n＝100匝，线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在
磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，
角速度ω＝100π rad/s. (1)求产生感应电动势的最大值.
解析 设ab＝l1，bc＝l2，则产生的感应电动势的最 大值Em＝nBl1l2ω≈235.5 V 答案 235.5 V
图1
解析答案
(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式.
图1
解析答案
(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
答案
交变 电流
交变 电流的 产生
表征 交变 电流 的物 理量
最大值：Em＝nBSω 有效值：根据 电流的热效应 定义，正弦交流电
E有效＝ 周期T与频率f的关系通低频，阻 电容：通交流，隔 直流 ；通高频，阻
答案
原理： 互感 现象
理想
变压器
交变
基本规律
图1
解析答案
(4)从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势为多少？通过线圈中导线
横截面的电荷量为多少？
解析
平均电动势为 E ＝nΔΔΦt ＝nBSπ－0＝n2Blπ1l2ω＝150 V 2 ω
通过线圈中导线横截面的电荷量
q＝ I Δt＝R＋E rΔt＝nRΔ＋Φr＝nRB＋l1l2r＝0.15 C
图1
答案 150 V 0.15 C
《认识交变电流》课件
交流电的产生过程
交流电的产生
当发电机转子绕组中的电流发生 变化时，就会产生旋转磁场，这 个旋转磁场与定子绕组相互作用 产生感应电动势，从而产生交流
电。
交流电的特性
交流电的电压和电流的大小和方 向均随时间作周期性变化，具有 频率、幅值和相位三个基本参数
。
交流电的应用
交流电广泛应用于工业、商业和 家庭等领域，如电动机的驱动、
THANKS
感谢观看
照明、加热等。
交流电的波形图
01
02
03
正弦波交流电
在理想情况下，交流电的 波形是正弦波。正弦波具 有固定的频率、幅值和相 位。
波形图分析
通过分析波形图，可以了 解交流电的频率、幅值和 相位等参数，从而了解交 流电的基本特性。
非正弦波交流电
在实际应用中，由于各种 因素的影响，交流电的波 形可能会发生畸变，不再 是标准的正弦波。
使用绝缘材料、避免接触裸露的 电线、不私拉乱接电线等措施可 有效预防触电事故的发生。
切断电源 心肺复苏 医疗救治 防护措施
一旦发现有人触电，应立即切断 电源或使用绝缘物体将受害者与 电源分离。
尽快将受害者送往医院接受进一 步治疗。
05
交变电流在生活中的应用
Chapter
家用电器中的交流电
电视机
电视机是家庭中常见的电器，它 使用交流电来驱动内部的电子元
交流电对人体的伤害
电击
交流电会对人体造成电击 ，导致肌肉痉挛、心跳异 常甚至呼吸停止。
电热灼伤
交流电在人体内产生的热 量会导致皮肤灼伤、组织 坏死。
电离辐射
交流电产生的磁场会对人 体产生微弱的电离辐射， 长期接触可能对人体健康 产生影响。
交变电流公式总结PPT
05
功率因数提高方法及意义
提高功率因数方法
选择高效电动机
01
采用高效电动机，可有效提高功率因数，降低无功功率消耗。
合理配置变压器
02
根据负载情况，选择容量和电压等级合适的变压器，避免“大
马拉小车”现象。
采用无功补偿装置
03
在系统中装设无功补偿装置，如并联电容器、静止无功补偿器
等，以吸收谐波、减少无功功率的流动。
在工厂中，通过采用高效电动机、合理配置变压器以及无功补偿装 置等措施，提高功率因数，降低能源消耗和运营成本。
电力系统
在电力系统中，通过提高功率因数来优化电网运行，减少线路损耗 和电压波动，提高供电质量。
智能家居
在智能家居系统中，通过对家用电器的智能控制和管理，实现功率因 数的优化，提高家庭用电效率。
纯电感电路特性分析
电流滞后电压90度
在纯电感电路中，电流相位滞后于电压相位90度。
储存磁场能量
电感元件能够储存磁场能量，并在电流变化时释放或吸收能量。
感抗与频率成正比
电感对交流电的阻碍作用称为感抗，感抗与频率成正比。
纯电容电路特性分析
电流超前电压90度
在纯电容电路中，电流相位超前于电压相位90度。
谐振现象在生活中的应用
收音机
音响设备
收音机的调谐就是利用串联谐振来接 收某一频率的电台广播。
音响设备中重低音喇叭的并联谐振， 也是利用谐振来使重低音更加强烈。
电力系统
在电力系统中，利用串联或并联谐振 可以提高线路的输电能力、改善电能 质量、提高系统的稳定性等。例如， 在高压输电线路上采用串联补偿装置 可以提高线路的输电能力；在电力系 统中采用静止无功补偿装置（SVC） 或静止同步补偿装置（STATCOM） 可以改善系统的无功平衡和电压稳定 性。
《交变电流最终》幻灯片
v2
v
a t
B
O
t
b
v1
(a)
中性面
(b)
(c)
v、B夹角为=t v= l2/2 eab=ecd=nBl1vsin =nBl1l2sin/2 e=2eab=nBl1l2sin e=nBSsint
交变电流的变化规律
电动势的瞬时值(从中性面开始计时)
e= Em sin t
e
Em
Em =nBS
0
E
2 2 Em
b
c
2 I= 2 Im=33A
U = IR =
Oˊ
V
R
A
1.6×102V
A．5A
B. 52/ A
C．3.5A D. 3.52/ A
【B】
i/A 4
0
-3
一般取一个周期计算.
123 4
5 t/10-2s
例题2 有一种整流电路可以将正弦交流电变 成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按 正弦规律变化）.则该脉动直流电电流的有效 值为 【C】
A 8 2 A B 4 2 A C 4 A D 2 2 A
-Em 2
T
t
由闭合电路的欧姆定律可计算i、u的瞬时
值和最大值.
问题1 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场
中匀速转动，在线圈中都会产生感应电流吗?
O
a
d
a
d
B O
B Oˊ
b
c
b
c
Oˊ
产生感应电流的条件是磁通量发生变化.
闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的 转轴匀速转动,在线圈中就会产生正弦交流电.
中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数
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