13第13章 交变电流

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1、第十三章交变电流第十三章交变电流241第十三章交变电流考点55交变电流的产生及变化规律电感和电容△考纲要求△正弦交流电的产生、图象和三角函数表述，最大值与有效值，周期与频率属于Ⅱ类要求，电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗属于Ⅰ类要求.☆考点透视☆一、交变电流的产生1．交变电流的定义：强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流．2．正弦交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流．正弦交变电流的图象是正弦函数曲线．3．交变电流的产生图A-13-55-2(1)产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生

2、出正(余)弦交变电流．如图A-13-55-1所示。图A-13-55-1注意：只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流．(2)中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面．中性面的特点：①线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零．②线圈转动一周，2次经过中性面．线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次．说明：交流电的产生是交流电部分的基础，应准确理解，重点掌握．中性面是交流电产生过程中的一个重要位置，应明确计时开始时线圆平面所在位置与中性面的关系．交流电的瞬时值表达式、、，均为t=0时，线圈在中性面

3、的位置条件下的表达式．其中，．二、交变电流的变化规律1．正弦交变电流的电动势、电压和电流随时间的变化规律以上各式均为t=0时，线圈在中性面的位置．其中，2．正弦交变电流的图象(如图A-13-55-2所示)三、表征交变电流的物理量1.交变电流的值⑴瞬时值：交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同．⑵最大值：当线圈平面与磁感线平行时，交变电流电动势最大，交变电流的最大值反映的是交变电流大小的变化范围．瞬时值与最大值的关系是：．⑶有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，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产生的热量相等

4、，就把这一直流的数值．叫该交变电流的有效值．用“E、I、U”表示．在正(余)弦式交变电流中有效值与最大值之间的关系为：，，．我们通常说家庭电路的电压是220v，是指其有效值．各种使用交变电流的电器设备上所标的是额定电压和额定电流的有效值，一般交流电流表和交流电压表测量的数值也都是有效值．以后提到交变电流的数值，凡没有特别说明的，都是指有效值．⑷平均值：交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值．其数值可以用计算．某段时间内的交变电流的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值．例在0～内，．注：如何应用交变电流的四值？①在研究电

5、容器的耐压值时只能用峰值．②在研究交变电流做功、电功率及产生热量时，只能用有效值．③在研究交变电流通过导体截面电量时，只能用平均值．④在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时，只能用瞬时值．另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电流、额定电压，指的都是有效值．与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等都必须用有效值．要搞清正(余)弦交流电有效值与最大值的关系，另外对特殊交流电(如方波交流电)的有效值与最大值的关系能根据有效值的定义进行计算．在交流电路中欧姆定律同样适用．2．交变电流的周期和频率⑴周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间．

6、⑵频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数．⑶周期和频率的关系：或⑷角速度ω：．我国工农业生产和生活用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz．四、电感和电容对交变电流的作用1．电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗表示．(L为线圈的自感系数)241第十三章交变电流电感对交变电流有阻碍作用的原因是：当线圈中电流发生变化时，在线圈本身中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化．扼流圈有两种，一种叫高频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“通直流，阻交流”；另一种叫低频扼流圈，线圈的自感系数L很小，作用

7、是“通低频，阻高频”．2．电容对交变电流的作用(1)交变电流能够通过电容器．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质．(2)电容器对交变电流的阻碍作用：电容器对交变电流有阻碍作用，电容对交变电流阻碍作用的大小，用容抗表示．．●难点释疑●交流电电流随时间变化的i—t图线表示的斜率表示电流的变化率，由于电流越大，产生的磁场越强，故磁场变化率∝。据此可推知，越大，感应电动势越大。◎命题趋势◎图A-13-55-3高考既有对本单元知识的单独考查，也有把本章知识和力学等内容相联系的考查，作为电磁

8、感应知识的