交变电流与传感器

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1、交变电流传感器一、概念辨析（一）．交变电流的产生：1．交流发电机的基本组成部分（1）磁极：产生磁场．（2）电枢：产生感应电动势．（3）滑环和电刷：把产生的电流从发电机引导到外电路（用于旋转电枢式发电机）．2．交变电流及其产生（1）强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电．（2）随时间按正弦规律变化的电流叫正弦式电流．（3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈里产生了交变的感应电动势，因而就产生交变电流，这是正弦式电流．BO1ωO23、中性面的物理意义矩形线圈在磁场中旋转，当线圈平面垂直于磁感线时，各边都

2、不切割磁感线，线圈中没有感应电动势，线圈的这个位置叫做中性面．中性面的特点是：①线圈经过中性面时，线圈中的电流的方向要发生改变．②线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中没有感应电流．即：线圈平面与中性面重合时：线圈平面与中性面垂直时：（二）．交变电流的描述：1．交流的“四值”：瞬时值、峰值、有效值、平均值．（1）交流的瞬时值反映的是不同时刻交流的大小和方向．（2）交流的峰值是交流的最大值，反映的是交流大小的变化范围．当线圈平面跟磁感线平行时，交流的电动势最大．瞬时值和峰值的关系是：－εm≤e≤εm（3）交流的有效

3、值是根据电流的热效应规定的，即在相同时间内，跟某一交流能使同一电阻产生相等热量的直流的数值，叫做该交流的有效值．（4）交流电的平均值是，不常用，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆．2．交流的频率和周期的关系：（1）交流的频率f是交流在1S内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz．（2）交流的周期T是交流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒，符号是s．（3）频率和周期互为倒数，即f=1/T3．交流的瞬时表达式及其图象：（1）正弦式电流的瞬时表达式是：e＝εmsinωt，u=Umsinωt，i=I

4、msinωt．式中εm、Um、Im表示交变电动势、交变电压、交变电流的峰值，ω表示产生交变电流的相应的矩形线圈在匀强磁场中转动的角速度．（2）正弦式交变电流的图象如图所示，从图象可以直接读出此交流的峰值是Im、周期是T．4．正弦式交变电流的有效值与峰值的关系ε=εm/，U=Um/；I=Im/；说明：⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2倍．⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值．（电容器的耐压值是交流的最大值．）（4）生活中用的市电电压为220

5、V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV．（三）．变压器：1．变压器的初步知识（1）变压器的构造：原线圈和副线圈绕在同一个闭合铁芯上．（2）变压器的工作原理：在原线圈上加交变电压，原线圈中就有交流通过，在铁芯中产生交变的磁通量，根据电磁感应原理，在副线圈中产生感应电动势．（3）变压器的作用：改变交流的电压．2．变压公式及其应用原线圈两端的电压Ul与副线圈两端的电压U2之比等于原副线圈匝数比，即Ul/U2=n1/n23．交流公式及其应用（1）

6、原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比．即I1/I2=n2/n1．（2）当副线圈有两个以上时，这个公式不适用，要根据输入和输出变压器的能量相等的方法来处理．即：⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：（2）n2>n1,U2>U1变压器为升压变压器；n2

7、线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比．式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载”．“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率．实际上，R越大，负载越小；R越小，负载越大．这一点在审题时要特别注意．n1n1/n2n2/RD1rD2I1I1/IrI2I2/~（5）当原线圈输入直流电时，副线圈没有电压、电流输出.（四）．远距离输电：1．远距离输电中减少电能损失的途径：原理图如下图所示，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2．电压之间的关系是：．电流之间

8、的关系是：．其中电流之间的关系最简单，I2，IR0，I3中只要知道一个，另两个总和它相等．因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口．对输电线上的功率损失和电压损失分析和计算时都必须用，而不能用．在输电导线上由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热而损失掉，分析输电线上的功率损失，由此得出的结论：（1）减小输电线的