024交流电

交流电 知识要点： 1、 交流电 2、基本要求： （1）理解正弦交流电的产生及变化规律 ①矩形线圈在匀强磁场中，从中性面开始旋转，在已知B、L、 情况下，会写 出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。 ②函数表达式与图象相互转换。 （2）识记交流电的物理量，最大值、瞬时值、有效值；周期、频率、角频率； （3）理解变压器的工作原理及初级，次级线圈电压，电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。 （4）了解三相交流电的产生。 一、交流电的产生及变化规律： 1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。 图5—1 2、变化规律： （1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。 线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（A）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零 。 图5—2 当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时）如图5—2（C）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。 （伏） （N为匝数） （2）感应电动势瞬时值表达式： 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式： （伏）如图5—2（B）所示。 感应电流瞬时值表达式： （安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为： （伏）如图5—2（D）所示。 感应电流瞬时值表达式： （安） 3、交流电的图象： 图象如图5—3所示。 图象如图5—4所示。 想一想：横坐标用t如何画。 4、发电机： 发电机的基本组成：线圈（电枢）、磁极 种类 旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。输出功率可达几十万千瓦，所以大多数发电机都是旋转磁极式的。 二、表征交流电的物理量： 1、瞬时值、最大值和有效值： 交流电在任一时刻的值叫瞬时值。 瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。 交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等（即在相同时间内产生相等的热量）则此等效的直流电压，电流值叫做该交流电的电压，电流有效值。 正弦（或余弦）交流电电动势的有效值 和最大值 的关系为： 交流电压有效值 ； 交流电流有效值 。 注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。 2、周期、频率和角频率 交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示，单位是秒。 交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示，单位是赫兹。 周期和频率互为倒数，即 。 我国市电频率为50赫兹，周期为0.02秒。 角频率 ： 单位：弧度/秒 三、三相交流电： 1、三个互成120(的三个相同线圈，固定在同一转轴上，在同一匀强磁场中作匀速转动，将产生三个交变电动势，所产生的电流叫做三相交流电。 由于这三个线圈是相同的，因此，它们将产生三个依次达到最大值的交变电动势。相当于三个最大值和周期都相同的独立电源。 2、每个独立电源称作“一相”，虽然每相的电动势的最大值和周期都相同，但是它们不能同时为零或者同时达到最大值。由于三个线圈的平面依次相差120(角，它们到达零值和最大值的时间依次落后 周期。如图5—5所示。 3、在实际应用中，三相发电机和负载并不用六条导线相连接，而是采用“Y”和“ ”两种接法。有兴趣的同学可以参阅必修本P116*部分内容。 四、变压器： 1、变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。 理想变压器的效率为1，即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说（如图5—6），原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。 即 因为有 ，因而通过原、副线圈的电流强度与它们的匝数成反比。 即 注意：①对于副线圈有两组或两组以上的变压器来说，原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比的规律仍然成立，但各副线圈的电流则应根据功率关系 ，去计算各线圈的电流强度，即 。 ②当副线圈不接负载（外电路断开时）I2=0， ，因此 。 ③当副线圈所接负载增多时，由于通常负载多是并联使用，因此，总电阻减少，使 增大，输出功率增大，所以输入功率变大。 ④因为 ，即 ，所以变压器中高压线圈电流小，绕制的导线较细，低电压的线圈电流大，绕制的导线较粗。 ⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值。 2、远距离送电： 由于送电的导线有电阻，远距离送电时，线路上损失电能较多。 在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下，提高送电电压，减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。 线路中电流强度I和损失电功率计算式如下： 注意：送电导线上损失的电功率，不能用 求，因为 不是全部降落在导线上。 _1982559335.unknown _1982567033.unknown _1982567360.unknown _1982567661.unknown _1982567747.unknown _1982567786.unknown _1982567413.unknown _1982567445.unknown _1982567385.unknown _1982567204.unknown _1982567329.unknown _1982567104.unknown _1982566741.unknown _1982566942.unknown _1982566984.unknown _1982566790.unknown _1982559676.unknown _1982559707.unknown _1982559634.unknown _1982558561.unknown _1982559205.unknown _1982559243.unknown _1982559298.unknown _1982559233.unknown _1982558625.unknown _1982558834.unknown _1982558605.unknown _1982558176.unknown _1982558333.unknown _1982558436.unknown _1982558280.unknown _1982552324.unknown _995086547.unknown