专题十-交变电流.ppt

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1、专题十交变电流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．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．２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．１、交变电流：和都随时间做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电大小方向正弦规律感应电流中性面两次周期性变化交流电复习讲义：(甲)线圈经中性面时，电流将改变方向一次线圈转动一周，电流方向改变两次中性面:B⊥Sab和cd边都不切割磁感线φ最大,E＝0,一、正弦交流电的产生

2、ab、dc边垂直切割磁感应线，I最大,感应电流方向b到aB∥Sφ=0(乙)Emax=2BLabνν=ωLad/2Emax=BSω我国市电的频率是50HzitOT我国市电的周期是0.02s1、交流电的周期和频率：二、描述正弦交流电的几个物理量作一次周期性变化所需的时间。单位：秒在1秒内完成周期性变化的次数。单位：赫兹etOT2、交流电的峰值和瞬时值公式：Em瞬时值－Em峰值e=Emsinωt电动势峰值Em=NBLV=NBSωi=Imsinωt电流峰值Im=Em/Ru=Umsinωt路端电压峰值Um=ImRωtωt补:交变电流瞬时值公式的推导以线圈经过中性面开始计时，在时

3、刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）令=NBωS3、交流电的有效值问题提出RIR～有效值概念：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）叫做这一交流电的有效值。电流的热效应等效正弦交流电的有效值公式：①通常所说的交流电的电压、电流的数值都是指交流电的有效值。②交流电压表、电流表测量的电压、电流的数值也都是交流电的有效值。③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）4、平均值：说明1、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电

4、压表的读数是有效值。保险丝的熔断值为有效值，电容器的击穿电压为峰值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。说明2、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。求电量用平均值。说明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。abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB图像【例1】闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin(314t)V。则此交流电的峰值为，有效值为，周

5、期为，频率为。311V220V0.02s50Hz【例2】如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；解析：(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；当t＝1／30s时，电动势的瞬时值(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。电动势的有效值为电流表的示数电压表的示数（4）线圈每转过一周，外力所做的功。线圈转动一周外力做的功等于电路中产生的电能T＝2π／ω【例3】如图所示，矩形线圈的匝

6、数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；解析：在此过程中，穿过线圈磁通量变化所用时间产生的平均电动势为平均电流为通过R的电量（2）电阻R上产生的焦耳热Q在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，三、理想变压器1.变压器的构造2.变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，互感现象是变压器工作的基础。3.理想变压器磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。（1）电压跟匝数的关

7、系：（3）功率关系：（2）电流跟匝数的关系：【例4】某理想变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载.下列判断正确的是()A.输出电压的最大值为36VB.原、副线圈中电流之比为55∶9C.变压器输入、输出功率之比为55∶9D.交流电源有效值为220V，频率为50Hz［答案］D［解析］输出电压的最大值为，选项A错；原、副线圈中电流之比，选项B错；变压器输入、输出功率之比为1∶1，选项C错；故正确选项为D.【例5】如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为