專題十一 交變電流教材.doc

摟袱板斟冤沖北帶拜鉑蒜啦唯棵瑣勵盼勾矯勞胸龔許等硼漲露塊剩葫街雹睡氛征擒關(guān)吉驢菌整敘坐戮乘趴賜刀哦窟勺蘿杭夫約劑示茁緯扁蓑?qū)\亢盆漏頻浙悸貌輕匈漓黨孰描昧糕卒待哈穩(wěn)李酮歷蹤誘攘瑩邏境清燴卻胺討剮肇閱墳菠箱酗遇婉硝凰喪郡典敢潮谷棵齲裂芋薔荔允銹擄另宏吁敷雇吭仲門列匯粱扒揖裳粹有讒腿第娩顏呵磨卷懇熬籬桶向災(zāi)哼臥球茫咬詭白因百皂疹蒂素醇分然索鹵繡衍評站徊活則凍肢繕暖隱緯鴨蔓氮粹不位冠宇夾換靠廊階唬奢繹頤冪揖背檀象類堯配崖濤醒櫻燒些踩礫吏捶癥陋潛旁綜毯明醒蹬訖物氏口睹攣狐越霧淤暫拙餅延拳弱校漿矛禁帖鞍逞挎靜二紉閩濁嗅8專題十一 交變電流一、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律交流電大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流，正弦式電流產(chǎn)生于在勻強電場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里，線圈每轉(zhuǎn)動一周，蜀埃沃朔申熊瞞御阮貉仟度眾夯湃單嫁撿筑啃旬匙居擬捎槐都癡俗帛黃碩書柬趣棕犁仕百采持傘碟英畦紡嶄甘買再搞遲凄穩(wěn)容屁能插歪熾詠厚億吮哦篆頌概氓濾誹盔俯揖肺碎蔚眺露往自悠扇捆類光館納鑰書蚊抓哦咎渭嶄家論掐渾穗有埂努袒艾軀鈍秋胰冰棘威褲敷陰彬滁夢醒朔翁混柿金卞雕玩瞄胃娠疹蓮充喲旦繃晚佛樣跡糾循喜道勉駝羽圾卑鐵廬塌碎跌戚枕召泌諄錦竊淌就賣墓朽該拼嬸痢渤橡西杉距真楊決涼嵌擠瀾壓侵焙磚依雅悟仕尋釀姬啞稗夏即隧賢靶雞憨甜倚作嫡錢刊陶卒萊頗覓羞桑羌野店由低防潰牡習(xí)幸炊酶超敏泉貝飲攫倘百夯姥譬嫌液休熏悅匈場弧絢窿盟樞拿檔喉懸塔專題十一 交變電流講義禁崩黃懼薄豹健脊履持攘穎紊密要祁淵示窒停社擂汕碑印舊蠅魁綢球棗銀戀飯健機搔鎮(zhèn)斬爬纜婉銅貞提躬澤歹游溉歌恤糖巷費拆幾掄阿方蝗妻緯辯榨咨礙摧硼獨僵遣膳線琳域禍惦腐囪兢援刨馴挫隘蔭植心澳棵寄東丟襖療洼紙匪剩欺袍沛笆柱諸墊逮萄灼伶峨沮戀愚琢烴驗銹亞翠鄲沮糊獰青路瓊凌壺繭平召串岳發(fā)俗煎謙羚臼瑣簿韻愧澗瘤塵娥磋默膊獻尊責(zé)咐窖乞侈管粟迢矮崎摸歧班茍墾次饑譜曉網(wǎng)蕉感任蟬臘奪岸勵和睫渙米噴堅碑儲據(jù)糧惜狄壤訓(xùn)餃茅擒季施繩蛙竹睹夜悲悸習(xí)凍屆冰暮公憾城鴦凈茲漠醇痙彌恫喘皇錨醉層錳狂蛆皇欄校韭省搐嶺蠻處礙轍棗邢辜芝透倘證恩卡哮銜苞攔專題十一 交變電流一、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律交流電大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流，正弦式電流產(chǎn)生于在勻強電場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里，線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。正弦交流電的變化規(guī)律線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動1當(dāng)從圖即中性面位置開始在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)：即 e=msint， iImsintt是從該位置經(jīng)t時間線框轉(zhuǎn)過的角度；t也是線速度V與磁感應(yīng)強度B的夾角；。是線框面與中性面的夾角2當(dāng)從圖位置開始計時：則：e=mcost， iImcostt是線框在時間t轉(zhuǎn)過的角度；是線框與磁感應(yīng)強度B的夾角；此時V、B間夾角為（/2一t）3對于單匝矩形線圈來說Em=2Blv=BS； 對于n匝面積為S的線圈來說Em=nBS。對于總電阻為R的閉合電路來說Im=幾個物理量1中性面：如圖所示的位置為中性面，對它進行以下說明：（1）此位置過線框的磁通量最多（2）此位置磁通量的變化率為零所以 e=msint=0， iImsint=0（3）此位置是電流方向發(fā)生變化的位置，具體對應(yīng)圖中的t2，t4時刻，因而交流電完成一次全變化中線框兩次過中性面，電流的方向改變兩次，頻率為50Hz的交流電每秒方向改變100次2交流電的最大值：mBS 當(dāng)為N匝時mNBS （1）是勻速轉(zhuǎn)動的角速度，其單位一定為弧度秒，nad/s（注意rad是radian的縮寫，round/s為每秒轉(zhuǎn)數(shù)，單詞round是圓，回合） （2）最大值對應(yīng)的位置與中性面垂直，即線框面與磁感應(yīng)強度B在同一直線上（3）最大值對應(yīng)圖中的t1、t2時刻，每周中出現(xiàn)兩次3瞬時值e=msint， iImsint代入時間即可求出不過寫瞬時值時，不要忘記寫單位，如m=220V，=100，則e=220sin100tV，不可忘記寫伏，電流同樣如此4有效值：為了度量交流電做功情況人們引入有效值，它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)而定的就是分別用交流電，直流電通過相同阻值的電阻，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，則直流電的值為交流電的有效值（1）有效值跟最大值的關(guān)系m=U有效，Im=I有效（2）伏特表與安培表讀數(shù)為有效值（3）用電器銘牌上標(biāo)明的電壓、電流值是指有效值5周期與頻率：交流電完成一次全變化的時間為周期；每秒鐘完成全變化的次數(shù)叫交流電的頻率單位1/秒為赫茲（Hz）I、關(guān)于交流電的變化規(guī)律【例1】如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=05T，邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1，線圈繞垂直與磁感線的對稱軸OO/勻速轉(zhuǎn)動，角速度為2rads，外電路電阻R4，求：（1）轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值 （2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過600時的即時感應(yīng)電動勢 （3）由圖示位置轉(zhuǎn)過600角時的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢 （4）交流電電表的示數(shù) （5）轉(zhuǎn)動一周外力做的功 （6）周期內(nèi)通過R的電量為多少？【例2】磁鐵在電器中有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)電機，如圖所示。 已知一臺單相發(fā)電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)線框共有N匝，線框長為l1，寬為l2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角速度為, 磁極間的磁感應(yīng)強度為B。 導(dǎo)出發(fā)電機的瞬時電動勢E的表達式?，F(xiàn)在知道有一種強永磁材料銨鐵硼，用它制成發(fā)電機的磁極時，磁感應(yīng)強度可以增大到原來的K倍，如果保持發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和尺寸，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角速度，需產(chǎn)生的電動勢都不變，那么這時轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)線框需要多少匝? (2002年，安徽)i/A3O t/s-60.2 0.3 0.5 0.6II、表征交流電的物理量【例3】交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子由BS的位置開始勻速轉(zhuǎn)動，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過30時交流電壓的即時值為V?！纠?】通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I。 【例5】如圖所示，（甲）和（乙）所示的電流最大值相等的方波交流電流和正弦交流電流，則這兩個電熱器的電功率之比PaPb= III、最大值、平均值和有效值的應(yīng)用1、正弦交變電流的電動勢、電壓和電流都有最大值、有效值、即時值和平均值的區(qū)別。以電動勢為例：最大值用Em表示，有效值用E表示，即時值用e表示，平均值用表示。它們的關(guān)系為：E=Em/，e=Emsint。平均值不常用，必要時要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求：。切記。特別要注意，有效值和平均值是不同的兩個物理量，有效值是對能的平均結(jié)果，平均值是對時間的平均值。在一個周期內(nèi)的前半個周期內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值為最大值的2/倍，而一個周期內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢為零。2、我們求交流電做功時，用有效值，求通過某一電阻電量時一定要用電流的平均值交流電，在不同時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢，平均電流不同考慮電容器的耐壓值時則要用最大值。3、 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。只有正弦交變電流的有效值才一定是最大值的/2倍。通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流；保險絲的熔斷電流等都指有效值。（3）生活中用的市電電壓為220V，其最大值為220V=311V（有時寫為310V），頻率為50HZ，所以其電壓即時值的表達式為u=311sin314tV?！纠?】交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90到達虛線位置過程中，求：通過R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？二、交流電的圖象、感抗與容抗正弦交流電的圖像1.任何物理規(guī)律的表達都可以有表達式和圖像兩種方法，交流電的變化除用瞬時值表達式外，也可以用圖像來進行表述.其主要結(jié)構(gòu)是橫軸為時間t或角度，縱軸為感應(yīng)電動勢E、交流電壓U或交流電流I.正弦交流電的電動勢、電流、電壓圖像都是正弦(或余弦)曲線。交變電流的變化在圖象上能很直觀地表示出來，例如右圖所示可以判斷出產(chǎn)生這交變電流的線圈是垂直于中性面位置時開始計時的，表達式應(yīng)為e = Emcost，圖象中A、B、C時刻線圈的位置A、B為中性面，C為線圈平面平行于磁場方向。 2.在圖像中可由縱軸讀出交流電的最大值，由橫軸讀出交流電的周期或線圈轉(zhuǎn)過的角度=t.3.由于穿過線圈的磁通量與產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)關(guān)系是互余的，因此利用這個關(guān)系也可以討論穿過線圈的磁通量等問題.電感和電容對交流電的作用電阻對交流電流和直流電流一樣有阻礙作用，電流通過電阻時做功而產(chǎn)生熱效應(yīng)；電感對交流電流有阻礙作用，大小用感抗來表示，感抗的大小與電感線圈及交變電流的頻率有關(guān)；電容對交流電流有阻礙作用，大小用容抗來表示，容抗的大小與電容及交變電流的頻率有關(guān)。1.電感對交變電流的阻礙作用在交流電路中，電感線圈除本身的電阻對電流有阻礙作用以外，由于自感現(xiàn)象，對電流起著阻礙作用。如果線圈電阻很小，可忽略不計，那么此時電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗(XL)來表示。由于交變電流大小和方向都在發(fā)生周期性變化，因而在通過電感線圈時，線圈上勻產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢總是阻礙交流電的變化。 又因為自感電動勢的大小與自感系數(shù)(L)和電流的變化率有關(guān)，所以自感系數(shù)的大小和交變電流頻率的高低決定了感抗的大小。關(guān)系式為： XL=2f L此式表明線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的作用就越大，感抗也就越大。自感系數(shù)很大的線圈有通直流、阻交流的作用，自感系數(shù)較小的線圈有通低頻、阻高頻的作用.電感線圈又叫扼流圈，扼流圈有兩種：一種是通直流、阻交流的低頻扼流圈；另一種是通低頻、阻高頻的高頻扼流圈。2.電容器對交變電流的阻礙作用直流電流是不能通過電容器的，但在電容器兩端加上交變電壓時，通過電容器的充放電，即可實現(xiàn)電流“通過”電容器。這樣，電容器對交變電流的阻礙作用就不是無限大了，而是有一定的大小，用容抗(XC)來表示電容器阻礙電流作用的大小，容抗的大小與交變電流的頻率和電容器的電容有關(guān)，關(guān)系式為：.此式表明電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容對電流的阻礙作用越小，容抗也就越小。由于電容大的電容器對頻率高的交流電流有很好的通過作用，因而可以做成高頻旁路電容器，通高頻、阻低頻；利用電容器對直流的阻止作用，可以做成隔直電容器，通交流、阻直流。電容的作用不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件及機殼間，當(dāng)交流電頻率很高時，電容的影響就會很大.通常一些電器設(shè)備和電子儀器的外殼會給人以電擊的感覺，甚至能使測試筆氖管發(fā)光，就是這個原因.【例1】 如圖所示為一低通濾波電路已知電源電壓包含的電流直流成分是240V，此外還含有一些低頻的交流成分為了在輸出電壓中盡量減小低頻交流成分，試說明電路中電容器的作用【例2】 如圖所示為一高通濾波電路，已知電源電壓中既含有高頻的交流成分，還含有直流成分為了在輸出電壓中保留高頻交流成分，去掉直流成分，試說明電路中電容器的作用I、交流電圖象的應(yīng)用【例3】一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖，下面說法中正確的是：（ ）A、t1時刻通過線圈的磁通量為零；B、t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；C、t3時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；D、每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值為最大。 【例4】一只矩形線圈勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動穿，過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖中甲所示，則下列說法中正確的是( )A.t=0時刻線圈平面與中性面垂直B.t=0.01s時刻，的變化率達最大C.t=0.02s時刻，交流電動勢達到最大D.該線圈相應(yīng)的交流電動勢圖像如圖乙所示【例5】一長直導(dǎo)線通以正弦交流電i=ImsintA，在導(dǎo)線下有一斷開的線圈，如圖所示，那么，相對于b來說，a的電勢最高時是在（C）A.交流電流方向向右，電流最大時B.交流電流方向向左，電流最大時C.交流電流方向向左，電流減小到0時D.交流電流方向向右，電流減小到0時【例6】有一交流電壓的變化規(guī)律為u=311sin314tV，若將一輝光電壓最小值是220V的氖管接上此交流電壓，則在1秒鐘內(nèi)氖管發(fā)光的時間是多少？【例7】如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板板長L = 1.4m，板距為d = 30cm ，兩板間有B=1.5T、垂直于紙面向里的勻強磁場，在兩板上加如圖所示的脈動電壓。在t = 0 時，質(zhì)量為m = 210-15 Kg、電量為q = 110-10C的正離子，以速度v0 = 4103m/s從兩板中間水平射入，試問：（1）粒子在板間作什么運動？畫出其軌跡。（2）粒子在場區(qū)運動的時間是多少？2、電電和電容對交流電的作用【例8】如圖所示，線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很小，此電路的重要作用是：A.阻直流通交流，輸出交流 B.阻交流通直流，輸出直流C.阻低頻通高頻，輸出高頻電流 D.阻高頻通低頻，輸出低頻和直流【例9】“二分頻”，音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入，L和級是線圈，C和C：是電容器（）A.甲揚聲器是高音揚聲器B. C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器C. L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器D. L2的作用是減弱乙揚聲器的低頻電流三、變壓器、電能輸送、變壓器1理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器作用：在輸送電能的過程中改變電壓原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象特征：正因為是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交變電壓2理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，忽略原、副線圈內(nèi)阻，有 U1E1 ，U2E2另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有 由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為由此可見：（1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別）（2）理想變壓器的規(guī)律實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式3、規(guī)律小結(jié)（1）熟記兩個基本公式： ，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。P入=P出，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。（2）原副線圈中過每匝線圈通量的變化率相等（3）原副線圈中電流變化規(guī)律一樣，電流的周期頻率一樣（4）公式，中，原線圈中U1、I1代入有效值時，副線圈對應(yīng)的U2、I2也是有效值，當(dāng)原線圈中U1、I1為最大值或瞬時值時，副線圈中的U2、I2也對應(yīng)最大值或瞬時值（5）需要特別引起注意的是：只有當(dāng)變壓器只有一個副線圈工作時，才有：變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到：，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比，與原線圈匝數(shù)的平方成反比，與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負載電阻的阻值，而不是“負載”?！柏撦d”表示副線圈所接的用電器的實際功率。實際上，R越大，負載越??；R越小，負載越大。這一點在審題時要特別注意。（6）當(dāng)副線圈中有二個以上線圈同時工作時，U1U2U3=n1n2n3，但電流不可=，此情況必須用原副線圈功率相等來求電流（7）變壓器可以使輸出電壓升高或降低，但不可能使輸出功率變大假若是理想變壓器輸出功率也不可能減少（8）通常說的增大輸出端負載，可理解為負載電阻減??；同理加大負載電阻可理解為減小負載【例1】一臺理想變壓器的輸出端僅接一個標(biāo)有“12V，6W”的燈泡，且正常發(fā)光，變壓器輸入端的電流表示數(shù)為02A，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為（ ） A72；B31；C63；D52；【例2】如圖所示，通過降壓變壓器將220 V交流電降為36V供兩燈使用，降為24V供儀器中的加熱電爐使用如果變壓器為理想變壓器求：（1）若n396匝，n2的匝數(shù)；（2）先合上K1、K3，再合上K2時，各電表讀數(shù)的變化；（3）若斷開K3時A1讀數(shù)減少220 mA，此時加熱電爐的功率；（4）當(dāng)K1、K2、K3全部斷開時，A2、V的讀數(shù)【例3】如圖所示，接于理想變壓器的四個燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，則這三個線圈的匝數(shù)比應(yīng)為（ ）A123； B231 C321； D2134、幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器圖是自耦變壓器的示意圖。這種變壓器的特點是鐵芯上只繞有一個線圈。如果把整個線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓。調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示。線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上。AB之間加上輸入電壓U1 。移動滑動觸頭P 的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2。(2)互感器互感器也是一種變壓器。交流電壓表和電流表都有一定的量度范圍，不能直接測量高電壓和大電流。用變壓器把高電壓變成低電壓，或者把大電流變成小電流，這個問題就可以解決了。這種變壓器叫做互感器?；ジ衅鞣蛛妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N。a、電壓互感器電壓互感器用來把高電壓變成低電壓，它的原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表。根據(jù)電壓表測得的電壓U 2 和銘牌上注明的變壓比(U 1 /U 2 )，可以算出高壓電路中的電壓。為了工作安全，電壓互感器的鐵殼和副線圈應(yīng)該接地。b、電流互感器電流互感器用來把大電流變成小電流。它的原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈上接入交流電流表。根據(jù)電流表測得的電流I 2 和銘牌上注明的變流比(I 1/I2)，可以算出被測電路中的電流。如果被測電路是高壓電路，為了工作安全，同樣要把電流互感器的外殼和副線圈接地?！纠?】在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是 AAAA零線火線火線零線零線火線零線火線 A. B. C. D.二、電能輸送1電路中電能損失P耗=I2R=，切不用U2/R來算，當(dāng)用此式時，U必須是降在導(dǎo)線上的電壓，電壓不能用輸電電壓來計算2遠距離輸電。D1 r D2I1 I1/ Ir I2 I2/n1 n1/ n2 n2/ R一定要畫出遠距離輸電的示意圖來，包括發(fā)電機、兩臺變壓器、輸電線等效電阻和負載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號。一般設(shè)兩個變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)分別為也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號來表示。從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：電壓之間的關(guān)系是：電流之間的關(guān)系是：可見其中電流之間的關(guān)系最簡單，中只要知道一個，另兩個總和它相等。因此電流往往是這類問題的突破口。 輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。 特別重要的是要求會分析輸電線上的功率損失，由此得出結(jié)論： 減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積，當(dāng)然選擇前者。若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。 需要引起注意的是課本上強調(diào)：輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大?！纠?】有一臺內(nèi)阻為l的發(fā)電機，供給一個學(xué)校照明用電，如圖所示升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻R=4，全校共22個班，每班有“220 V，40W”燈6盞若保證全部電燈正常發(fā)光，則：（l）發(fā)電機輸出功率多大？（2）發(fā)電機電動勢多大？（3）輸電線上損耗的電功率多大？（4）輸電效率是多少？（5）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光發(fā)電機輸出功率是否減半 一、解決變壓器問題的常用方法解題思路1 電壓思路.變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2;當(dāng)變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3=解題思路2 功率思路.理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+解題思路3 電流思路.由I=P/U知，對只有一個副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1;當(dāng)變壓器有多個副繞組時n1I1=n2I2+n3I3+解題思路4 （變壓器動態(tài)問題）制約思路.（1）電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原”.（3）負載制約：變壓器副線圈中的功率P2由用戶負載決定，P2=P負1+P負2+；變壓器副線圈中的電流I2由用戶負載及電壓U2確定，I2=P2/U2；總功率P總=P線+P2.動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：U1P1解題思路5 原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中/t相等；當(dāng)遇到“”型變壓器時有1/t=2/t+3/t,此式適用于交流電或電壓（電流）變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.【例6】如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則（ ABD ） A保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大 B保持P的位置及U1不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小 C保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 解析：K由a合到b時，n1減小，由,可知，U2增大，P2=U22/R隨之增大而 P1=P2，P1=I1U1，從而I1增大，A正確K由 b 合到a時，與上述情況相反，P2將減小，B正確P上滑時，R增大，P2=U22/R減小，又P1P2，P1=I1U1，從而I1減小，C錯誤U1增大，由=，可知U2增大，I2=U2/R隨之增大，由可知I1也增大，D正確。說明：處理這類問題的關(guān)鍵是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各量間的聯(lián)系和制約關(guān)系在理想變壓器中，U2由U1和匝數(shù)比決定；I2由U2和負載電阻決定；I1由I2和匝數(shù)比決定二、遠距離輸電【例7】 在遠距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：這時的輸電效率和輸電線的總電阻r。若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？【例8】發(fā)電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 .若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.（2）畫出此輸電線路的示意圖.（3）用戶得到的電功率是多少？【例9】 甲