交变电流章末复习

第五章 交变电流
知 识 框架
交变电流的产生及其变化规律
峰值
交 变 电 流
描述交变电流的物理量
瞬时值 有效值、平均值
周期、频率
电感、电容的作用
交流电路
变压器
远距离输电
第一课时 交变电流的产生和描述 一．交变电流的产生和变化规律 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． 2、交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并 绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生交 变电流．
⑷平均值：线圈在转动过程中从一个位置到另一位置所 产生的电动势的平均值，称为该过程的平均电动势。
_
E

n

t
_
_
I
E
Rr
适用情况：计算有关电荷量时只能用平均值。
_ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
q I t n

Rr
三、（1）感抗和容抗
1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用 。
X L 2πfL
特点：“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”
P损

I 线U 损

I
2 线
R线

( P2 U2
)2 R线
（1）三个决定关系：
I1 I2
当n1、 n2 不变时：
①U2由U1决定. ②I1由I2决定.
（2）动态问题分析 1）当n1、 n2 不变时：
R变化 I 2 I1
③P1由P2决定. R
2）当R 不变时：
n1、n2变化 U 2 I 2 I1
三. （3) 电能输送
远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)
t
Um u
瞬时电压 u=Umsinωt 0
t
-Um
5.交变电流的变化规律和图象
开始位置 名 称
公式
图象
e =Emcosωt
e
瞬时电动势
=nBSωcosωt
0
t
i e
-Em i
与中性面垂 直
瞬时电流
Rr nBSω cosωt
Rr
0 -Im
Um u
瞬时电压 u=Umcosωt
0
t
-Um
二、描述正弦交流电的几个物理量（周期、频率、 瞬时值、峰值、有效值、平均值）
⑵特点： ①线圈位于与中性面垂直位置时，穿过线圈的磁通量 为零，磁通量的变化率最大，感应电动势为最大．
5.交变电流的变化规律和图象
开始位置 名 称
公式
图象
e =Emsinωt
Em e
瞬时电动势
=nBSωsinωt
0
i e Rr
-Em Im i
中性面
瞬时电流
nBSω sinωt Rr
0 -Im
A
3、中性面 ⑴定义：与磁场方向垂直的平面．
c b dB
a
⑵特点：
①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大， 磁通量的变化率为零，感应电动势为零．
②线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一 次．线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流 的方向改变两次．
4、与中性面垂直
⑴定义：与磁场方向平行的平面．
⑴功率关系：P1＝P2，P3＝P4， P2＝P损＋P ⑵电压、电流关系
U1 n1 I2 U 2 n2 I1
U3 n3 I4 U 4 n4 I3
U2 U损 U3 I2 I3 I线
⑶输电电流：
I线
P2 U2
P3 U3
U2 U3 R线
U损 R线
⑷输电线上损耗的功率：
⑵峰值：交变电流所能达到的最大值．
Em nBS nm
Im

Em Rr
适用情况：当考虑某电学元件（电容器、晶体管等）的 击穿电压时，指最大电压。
（3）交流电的有效值
I
R
R
～
Q直 Q交
概念：让交流电流和直流电流通过相同的电阻，
在相等时间内产生的热量Q相等，就把这个直
流电流的数值I（或电压U）叫做这一交流电的
2．容抗表示电容对交变电流的阻碍作用 。
XC

1
2fC
特点 ：“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”
三、（2）变压器 1.理想变压器：没有能量损失的变压器（本身不消耗能量）
2.基本关系式： ⑴功率关系：P入＝P出 ⑵电压关系： U1 n1
U 2 n2
⑶电流关系： I1 n2 I2 n1
3.变压器动态变化问题
1、交流电的周期和频率：
i
作一次周期性变化 所需的时间。
O T
单位：秒 t
在1秒内完成周期 性变化的次数。
单位：赫兹
2、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 ⑴瞬时值：交变电流某一瞬时的值，是时间的函数．
e Em sin t
u Um sin t
i Im sin t
适用情况：计算线圈某一时刻的受力情况。
有效值。
电流的热效应
等效
正（余）弦交流电的有效值公式：
注意：如果不是正弦（或余弦）交流电，不能按照这样计算，只 能按照热等效定义计算（常取1个周期发热量计算） 适用情况：1.交变电流的电压、电流以及交流电表的读数，
2.保险丝的熔断电流， 3.电器设备“铭牌”上所标的额定电压、电流值都是指有效值。 4.求解交变电流的电功、功率、电热问题时，必须用有效值计算。