交變電流章節(jié)復(fù)習(xí)課件(PPT 40頁)

1、交變電流第1頁，共40頁。知 識 網(wǎng) 絡(luò)交變電流交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律描述交變電流的物理量 峰值瞬時(shí)值有效值、平均值周期、頻率交流電路電感、電容的作用變壓器遠(yuǎn)距離輸電第2頁，共40頁。交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流簡稱：交流（AC ）直流電流：方向不隨時(shí)間變化的電流（DC）理解：方向隨時(shí)間作周期性變化的電流一、交變電流的概念1在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是 ，屬于正弦交變電流的是 。A B DtiABCD第3頁，共40頁。二、交變電流的產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)模型第4頁，共40頁。兩個特殊位置：第一特殊位置：SB中性面特點(diǎn)：2、導(dǎo)體邊不切割磁感線1、磁通量最

2、大=max所以，E感=0，i感=0即：此時(shí)線圈中無電流！中性面第5頁，共40頁。特點(diǎn)：2、導(dǎo)體邊垂直切割磁感線1、磁通量為最小，=0第二特殊位置：SB線圈中有感應(yīng)電流方向：DCBA第6頁，共40頁。1、正弦交變電流的圖象eoEmT/42T/43T/4T/23/22tt三、交變電流的圖像和變化規(guī)律線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次第7頁，共40頁。三、交變電流的圖像和變化規(guī)律2、交變電流的變化規(guī)律(1)感應(yīng)電動勢:(2)感應(yīng)電流:(3)外電路電阻兩端的電壓:e=nBssint=Emsint(從中性面開始計(jì)時(shí))i=(nBs/R)sint=Imsint(

3、從中性面開始計(jì)時(shí))u=Umsint(從中性面開始計(jì)時(shí))e=nBscost=Emcost(從BS開始計(jì)時(shí))i=(nBs/R)cost=Imcost(從從BS開始計(jì)時(shí))u=Umcost(從從BS開始計(jì)時(shí))第8頁，共40頁。2 一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是( )：T1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零；T2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；T3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大。 D第9頁，共40頁。1、如圖所示，有一矩形線圈 abcd 在勻強(qiáng)磁場中分別繞O1、O2

4、軸以同樣的角速度勻速轉(zhuǎn)動，那么此線圈在以O(shè)1、O2為軸分別旋轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比為 A、12 B、21 C、14 D、41 E、11O1acdbO1O2B第10頁，共40頁。5.2 表征交變電流的物理量第11頁，共40頁。一、描述電流變化快慢的物理量 1周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間2頻率：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)我國工農(nóng)業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次 第12頁，共40頁。二、描述交變電流大小的物理量四個值 線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動勢最大值：2、最大值(峰值)：1、瞬時(shí)值0t/sU

5、/VUm電壓最大值電壓瞬時(shí)值第13頁，共40頁。3有效值（1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值（熱效應(yīng)相同）（2）說明：交變電流的有效植根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，計(jì)算電功和熱量必須用有效值有效值一般與所取時(shí)間的長短有關(guān)，在無特別說明時(shí)是以一個周期的時(shí)間來確定有效值的交流電壓表和電流表通過交流電時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把交流電變成了等效的直流，所以讀出的就是交流的有效值，并且電表的指針不會忽左忽右地?cái)[動。注意：電容器的耐壓值是交流的最大值。第14頁，共40頁。(4)一般用電器上標(biāo)注的額定值

6、是有效值，而電容器上標(biāo)注的是最大值4平均值：計(jì)算通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。(3)正弦（或余弦）交變電流有效值與最大值之間的關(guān)系第15頁，共40頁。練習(xí)1、下列說法正確的是（ ）A電流在一個周期內(nèi)電流方向改變兩次B電流的有效值是最大值的倍C因?yàn)橛行е当硎窘涣鳟a(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同D若正弦交變電流的最大值是10A，則它的最小值是-10A AB 2、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?）A400V，0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08s

7、B第16頁，共40頁。3、一個電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當(dāng)接到電壓為u=10sintV的交流電源上，它的發(fā)熱功率（ ） A0.25P B0.5P CP D2PB4、如圖表示一交流的電流隨時(shí)間變化的圖像，此交變電流的有效值是多大？5A第17頁，共40頁。5.圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計(jì)算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。第18頁，共40頁?！揪毩?xí)】圖13-16所示是一個交流發(fā)電機(jī)的示意圖線框abcd處于勻強(qiáng)磁場中，已知ab=bc=10cm.B=1T，線圈匝數(shù)n=100，線圈電阻r=5，外電路負(fù)載電阻R=5，線圈以600rmin的

8、轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，求：（1）求感應(yīng)電動勢的最大值 (2)寫出感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式。 (3)從如圖示位置開始經(jīng)過160s時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為多少? (4)電流表和電壓表的讀數(shù)； (5)從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過30角的過程中的平均感應(yīng)電動勢值為多少?（6）從如圖示開始轉(zhuǎn)過60 ,燈泡上的發(fā)熱量。（7）從如圖示開始轉(zhuǎn)過60 ，燈泡上流過的電量。（8）線圈轉(zhuǎn)動一圈，外力做的功第19頁，共40頁。例1：某交流電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_Hz，交流電壓的有效值等于_V例2：圖為一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值 例3：電路兩端的交流電壓u=Umsin314t (V)，在t=0.0

9、05s時(shí)的電壓為10V，則此時(shí)接在電路兩端的電壓表讀數(shù)是_V例4：一交流電壓u=15sin100t (V)，將該交流電壓加在一電阻上時(shí)，產(chǎn)生的電功率為25W，求該電阻R的阻值。有效值：E、I、U第20頁，共40頁。一、電感對交變電流的阻礙作用1.感抗1、反映電感對交變電流阻礙作用的大小。2、影響感抗大小的因素自感系數(shù)越大、交流的頻率越高，線圈的感抗越大。5.3 電感和電容對交變電流的影響3、特性：通直流、阻交流；通低頻、阻高頻第21頁，共40頁。4、應(yīng)用：（a）低頻扼流圈：（b）高頻扼流圈：低頻扼流圈和高頻扼流圈 A、構(gòu)造：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多B、作用：“通直流、阻交流” A、構(gòu)造：線圈繞在

10、鐵氧體芯上，匝數(shù)少B、作用：“通直流、通低頻，阻高頻”第22頁，共40頁。2.容抗（1）反映電容對交流的阻礙作用（2）影響容抗大小的因素 電容越大，交流的頻率越高，電容器對交流的阻礙作用就越小，容抗越小。3.應(yīng)用（1）隔直電容：隔直流，通交流。（2）高頻旁路電容：讓高頻交流信號通過電容，而將低頻信號送到下一級。作用：通高頻，阻低頻。*公式：通交流、隔直流，通高頻、阻低頻第23頁，共40頁。小結(jié)：通直流 ，阻交流 通低頻， 阻高頻 電容對交變電流的作用：通交流 ，隔直流 通高頻 ，阻低頻電感對交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高頻扼流圈（L小）隔直電容器高頻旁路電容器（C?。┑?4頁，共40頁。

11、例1、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，采用圖示電路，其L的作用是_，C的作用是_。 解析：因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，因此L的作用是阻擋高頻成分；而通過L后還有少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)，使絕大部分高頻成分從C流過。第25頁，共40頁。練習(xí)1、如圖所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器的電容C都很小（如L100H，C100pF）。此電路的主要作用是-（ ）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，輸出高頻交變電流D阻高頻、通低頻，輸出低頻交變電流和直流電D第26頁，共40頁。例2、如圖所示，當(dāng)交流電源

12、的電壓（有效值）U220V、頻率f50Hz時(shí)，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。（1）將交流電源的頻率變?yōu)閒100Hz，則 （ ）（2）將電源改為U220V的直流電源，則 （ ） AA燈比原來亮 BB燈比原來亮 CC燈和原來一樣亮 DC燈比原來亮 AC BC第27頁，共40頁。5.4 變壓器和電能的輸送1、變壓器的動態(tài)問題2、副線圈為多個的理想變壓器的求解問題3、遠(yuǎn)距離輸電問題第28頁，共40頁。1、示意圖(1)閉合鐵芯 (絕緣硅鋼片疊合而成)(2)原線圈(初級線圈) 其匝數(shù)用n1表示 與交變電源相連(3)副線圈(次級線圈) 其匝數(shù)用n2表示 與負(fù)載相連(4)輸入電壓U1 輸出電壓U

13、2一、變壓器的構(gòu)造原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n2第29頁，共40頁。2、符號問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？ 變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈是否產(chǎn)生電壓U2？n1n2n1n2無鐵芯有鐵芯鐵芯與線圈互相絕緣第30頁，共40頁。三、理想變壓器沒有能量損失的變壓器P入P出輸入功率等于輸出功率第31頁，共40頁。1、n2 n1 U2U1升壓變壓器2、n2 n1 U2 U1降壓變壓器理想變壓器原副線圈的端電壓 跟它們的匝數(shù)成正比第32頁，共40頁。理想變壓器輸入功率等于輸出功率即: U1I1=U2I2P入= P出五、理想變壓器的變流規(guī)律理想變壓器原副線圈的電流

14、跟它們的匝數(shù)成反比第33頁，共40頁。4、如圖所示，理想變壓器的原線圈與燈泡A串聯(lián)后，加上交變電壓U，副線圈兩端電壓為U2，接有B和C兩個燈泡，若A、B、C是三個相同的燈泡，且均正常發(fā)光，則UU2=_。UBAC第34頁，共40頁。3.、如圖所示，一理想變壓器給負(fù)載供電，已知變壓器的輸入電壓不變，如果負(fù)載電阻的滑動觸頭向上移動，則圖中各交流電表的讀數(shù)及輸入功率P 變化情況正確的是 A、V1、V2不變，A1增大，A2減小，P 增大 B、V1、V2不變，A1、A2增大，P 增大 C、V1、V2不變，A1、A2減小，P 減小 D、V1不變， V2 增大，A1減小，A2增大，P 減小A1A2RV1V2u第35頁，共40頁。5、如圖是一個理想變壓器的電路圖，若A、B兩點(diǎn)接交流電壓U時(shí)，五個相同的燈泡均正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為 （ ） A. 5 1 B. 1 5 C. 4 1 D. 1 4n1n2UAB解：設(shè)燈泡正常發(fā)光的電流為I，則原、副線圈的電流分別為I和4I，如圖示。I4I所以原、副線圈的匝數(shù)比為 4 1C第36頁，共40頁。送電過程在輸電過程中，電壓必須進(jìn)行調(diào)整。第37頁，共40頁。電能輸送的歷程請根據(jù)對電能輸送的介紹，畫出電能輸送的簡圖，*（設(shè)一個發(fā)電廠一對一的單一用戶端進(jìn)行供電）第38頁，共40頁。遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系:功率