2015交变电流一轮复习ppt课件
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7
设线圈平面从中性面开始转动， 角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽
t=0
L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B. ① 线圈与中性面的夹角是多少？
v11
A(B)
θ
t
② AB边的速度多大？ V L2
2
v v⊥
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
t
④ AB边中的感应电动势多大？
e1
BL1V
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场)
( U2、I2)
若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=025
三、理想变压器
——没有能量损失的变压器
输入功率等于输出功率
P入＝P出
26
四、理想变压器的变压规律
I1
原、副线圈中通过的磁通
量始终相同(无漏磁),因此产
~U1 n1
生的感应电动势分别是：
20
变压器 电能的输送
21
原线圈 闭合铁芯 副线圈
22
一、变压器的构造
1、示意图
铁芯
原
∽ U1
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
副
与交变电源相连
线 圈
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
23
2、符号
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接 交变电压U1后，副线圈是否产生电压U2？
24
二、变压器的工作原理 ——互感现象
铁芯
e
原
∽ U1
线 圈
n1 n2
副 线 U2 圈
0
t1
t2
t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持 不变，此时交流电压表的读数是 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
u／V
P
u
V
311
电热毯 图1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 t／s
图2
16
应用
A、计算电路中的电功、电热、电功率 用有效值 B、交流用电器的额定电压和额定电流 及保险丝的熔断电流指的是有效值；
应用：电容器和晶体管的耐压值
14
3、有效值(根据电流的热效应定义)
（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：
m ;U Um ; I Im .
2
2
2
（2）、一般交流电有效值的求法---- 分段求和
Q
I 2RT
I12 Rt1
I
2 2
Rt2
实例探究
15
如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u=311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一 定温度后，通过装置P 使输入电压变为图2所示
C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值
D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
17
4、平均值
E N t
应用:计算通过某导体截面的电量
q It
E
N t
t
t N
R总
R总
R总
18
小结：思维导图
19
六、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
sin
BL1
L2 2
sin t
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
中性面
B
D(C)
8
三．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和CD边切割磁感线 ）
e BS sin t
若为N匝线圈
所以 e NBS sin t
令 Em =NBωS 则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）．
9
E e
sin t 正弦式交流电的产生的描述
m
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产
生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
I E 姆定律 i
e
m sin t
Rr Rr
sin t
m
U R两端的电压为 u sint m
10
四.交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
28
五、理想变压器的变流规律
位置时线圈中电线流圈最经大过？甲、丙
线圈转到甲、位向丙置发位时生置，改时电变线流。圈方中没有电流；
转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
6
A(B)
中性面
与磁感线垂直的平面
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零， 感应电流为零。
②线圈每经过中性面一次，交流电方向改 变一次，线圈每转动一周（交流电的一个 周期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
交变电流
1
一、交变电流
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性 变化的电流叫做交变电流,简 称交流(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫
做直流电,简称直流（DC）。
2
例1
下列表示交变电流的有（CE ）
i
0
(A)
u
t0 (B)
i t0
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
t
3
二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强磁场
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
11
12
五、交变电流的四值及其应用 1、瞬时值：（从中性面计时）
e Em sin t i Im sin t
u Um sin t
应用：计算线圈某时刻的受力情况
13
2、最大值----峰值
m nBS
Um
R R
r
m
Im
m
R
r
I2
U2 R
n2
E1
Βιβλιοθήκη Baidu
n1
ΔΦ Δt
ΔΦ E2 n2 Δt
E1 n1 E2 n2
原
若不考虑原副线圈的内阻有
线 ∽ U1 圈
: U1=E1
U1 n1 U 2 n2
铁芯
n1 n2
副
线 U2 圈
27
理想变压器原副线圈的端电压 跟它们的匝数成正比
U1 n1 U 2 n2
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 时线圈里能产生交变电流？
4
交变电流的产生
交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线）
｝ K、L——圆环
E 、 F——电刷
使线圈在转动时保 持与外电路的连接
5
A(B)
D(C)
A(B)
D(C) B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么
设线圈平面从中性面开始转动， 角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽
t=0
L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B. ① 线圈与中性面的夹角是多少？
v11
A(B)
θ
t
② AB边的速度多大？ V L2
2
v v⊥
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
t
④ AB边中的感应电动势多大？
e1
BL1V
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场)
( U2、I2)
若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=025
三、理想变压器
——没有能量损失的变压器
输入功率等于输出功率
P入＝P出
26
四、理想变压器的变压规律
I1
原、副线圈中通过的磁通
量始终相同(无漏磁),因此产
~U1 n1
生的感应电动势分别是：
20
变压器 电能的输送
21
原线圈 闭合铁芯 副线圈
22
一、变压器的构造
1、示意图
铁芯
原
∽ U1
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
副
与交变电源相连
线 圈
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
23
2、符号
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接 交变电压U1后，副线圈是否产生电压U2？
24
二、变压器的工作原理 ——互感现象
铁芯
e
原
∽ U1
线 圈
n1 n2
副 线 U2 圈
0
t1
t2
t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持 不变，此时交流电压表的读数是 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
u／V
P
u
V
311
电热毯 图1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 t／s
图2
16
应用
A、计算电路中的电功、电热、电功率 用有效值 B、交流用电器的额定电压和额定电流 及保险丝的熔断电流指的是有效值；
应用：电容器和晶体管的耐压值
14
3、有效值(根据电流的热效应定义)
（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：
m ;U Um ; I Im .
2
2
2
（2）、一般交流电有效值的求法---- 分段求和
Q
I 2RT
I12 Rt1
I
2 2
Rt2
实例探究
15
如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u=311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一 定温度后，通过装置P 使输入电压变为图2所示
C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值
D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
17
4、平均值
E N t
应用:计算通过某导体截面的电量
q It
E
N t
t
t N
R总
R总
R总
18
小结：思维导图
19
六、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
sin
BL1
L2 2
sin t
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
中性面
B
D(C)
8
三．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和CD边切割磁感线 ）
e BS sin t
若为N匝线圈
所以 e NBS sin t
令 Em =NBωS 则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）．
9
E e
sin t 正弦式交流电的产生的描述
m
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产
生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
I E 姆定律 i
e
m sin t
Rr Rr
sin t
m
U R两端的电压为 u sint m
10
四.交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
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五、理想变压器的变流规律
位置时线圈中电线流圈最经大过？甲、丙
线圈转到甲、位向丙置发位时生置，改时电变线流。圈方中没有电流；
转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
6
A(B)
中性面
与磁感线垂直的平面
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零， 感应电流为零。
②线圈每经过中性面一次，交流电方向改 变一次，线圈每转动一周（交流电的一个 周期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
交变电流
1
一、交变电流
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性 变化的电流叫做交变电流,简 称交流(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫
做直流电,简称直流（DC）。
2
例1
下列表示交变电流的有（CE ）
i
0
(A)
u
t0 (B)
i t0
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
t
3
二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强磁场
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
11
12
五、交变电流的四值及其应用 1、瞬时值：（从中性面计时）
e Em sin t i Im sin t
u Um sin t
应用：计算线圈某时刻的受力情况
13
2、最大值----峰值
m nBS
Um
R R
r
m
Im
m
R
r
I2
U2 R
n2
E1
Βιβλιοθήκη Baidu
n1
ΔΦ Δt
ΔΦ E2 n2 Δt
E1 n1 E2 n2
原
若不考虑原副线圈的内阻有
线 ∽ U1 圈
: U1=E1
U1 n1 U 2 n2
铁芯
n1 n2
副
线 U2 圈
27
理想变压器原副线圈的端电压 跟它们的匝数成正比
U1 n1 U 2 n2
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 时线圈里能产生交变电流？
4
交变电流的产生
交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线）
｝ K、L——圆环
E 、 F——电刷
使线圈在转动时保 持与外电路的连接
5
A(B)
D(C)
A(B)
D(C) B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么