第二章交變電流
第一節交流與直流
1、直流:方向不隨時間變化(dc)
2、交流:大小和方向隨時間發生變化(ac)
二、交流電的產生
在磁感應強度為b的勻強磁場中,矩形線圈邊長為l1、l2逆時針繞軸線轉動,
從線圈與磁場垂直時開始計時.當經過任意時刻t,線圈轉過角度為ωt,
此時ab、cd邊在切割磁感線,產生感應電動勢.
ecd=bl1l2=bl1·l2ωsinωt=bsωsinωt
同樣,cd邊切割磁感線產生感應電動勢. eab= bsωsinωt
由於ab、cd兩邊切割磁感線的電動勢是串聯,所以當線圈平面
從中性研始計時,經任意時間t,線圈產生瞬時感應電動勢
e=eab+ecd=bsωsinωt
討論: ①當θ=ωt= 時,線圈產生的電動勢最大em=bsω
②當θ=0時,線圈產生電動勢為零,該面叫中性面.
③感應電動勢的表示式按正弦規律變化,即感應電動勢大小和方向按正弦規律變化.
④當線圈為n匝時,e=nbsωsinωt=emsinωt
⑤當線圈與外電路組成閉合迴路時,則電流瞬時表示式
三、交流發電機1、發電機結構①用來產生感應電流線圈(電樞)②用來產生感場的磁極
2、種類 ①旋轉電樞式發電機②旋轉線圈式發電機無論哪種:轉動部分→轉子不動部分→定子
2. 描述交流電的物理量
一、週期和頻率 1、週期(t):完成一次週期性變化所需時間單位:秒(s) t
2、頻率(f):單位時間(1s)完成週期性變化次數單位:赫茲(hz) f
二、峰值和有效值
1、峰值:能達到的最大值. em um im
電容器的耐壓值(110v)
2、有效值(e,u,i) 交流電和直流電通過通過同一電阻,如果在相同時間內產生熱量相同,
把直流電的值叫交流電的有效值. 正弦交流電的有效值與最大值有以下關係:
有效值e=220v,則em=220=311v
各種電表示數,使用交流電裝置上標值均為有效值,計算交流電功、功率、熱量用有效值.
4. 電感和電容對交流電的影響
一、電感對交流電的影響
實驗:電感線圈
通直流、阻交流 6v→14v
原因:直流電,線圈對直流阻礙為其線電阻
交流電,電流時刻發生變化,線圈中產生自感電動勢
感抗:電感對交流電的阻礙作用,f為交流電頻率,l為電感的自感係數,「通低頻,阻高頻」
應用:①低頻扼流圈,l很大,對低頻交流電有很大的阻礙作用,對高頻交流電阻礙作用更大
②高頻扼流圈,l小,對低頻交流電阻礙很小,對高頻交流電阻礙大(空心的)
思考:交流電路中直導線繞成線圈,電流如何變?(i減少)
二、電容對交流電的阻礙作用
直流,燈不亮
交流,燈亮
隔直流,通交流,
容抗:電容器對交流電的阻礙作用
這裡f是交流電頻率,c為電容器電容。
通高頻,阻低頻
6. 變壓器
一、變壓器原理
1、構造:閉合鐵芯(有絕緣漆矽鋼片)
2、工作原理:表示方法
互感:兩線圈相互感應
能量:從原線圈傳遞到副線圈.
在原線圈兩端加交變電壓u1,原線圈中就有交變電流,它在鐵芯中產生交變的磁通量,矽鋼片極易被磁化,磁感線沿鐵芯既通過原線圈也通過副線圈.在原、副線圈都要引起感應電動勢.如果副線圈電路是閉合的,在副線圈中就有感應電流(交流),它在鐵芯中產生交變磁通量,這個交變磁通量既穿過副線圈,也穿過原線圈,在原、副線圈同樣要引起感應電動勢.在原、副線圈中由於有交變電流而發生的互相感應現象,叫做互感現象,是變壓器工作基礎.由於互感現象原、副線圈並不相連,電能卻可以通過磁場從原線圈到達副線圈.
3、理想變壓器(沒有能量損失) ①沒有漏磁(磁感線全部集中到鐵芯上,漏到鐵芯外的可以忽略)
②沒有發熱損失(原、副線圈及鐵芯上電流熱效應不計) 沒有能量損失,p入=p出
4、理想變壓器規律
①電壓規律:
u1=e1+ir1 u2=e2-ir2
理想變壓器:原、副線圈電阻很小,如果忽略不計u1=e1,u2=e2
n2>n1,u2>u1,公升壓變壓器 n2<n1,u2<u1,降壓變壓器
②功率規律:理想變壓器,沒有能量損失,p入=p出
③電流規律:單組i1u1=i2u2
變壓器工作時,原、副線圈中電流跟匝數成反比,匝數很多的線圈流過電流小,用較細導線,反之,用粗導線.
多組:如果是多組副線圈和變壓器
可見輸入電流由輸出電流決定,或者輸入功率由輸出功率決定.
注意:①輸入電壓決定輸出電壓不論r變否,u2不變.
二、需要重點理解的幾個問題
①變壓器是利用互感現象設計的,只能改變交流電壓,不能改變直流電壓. ②輸入、輸出電壓頻率相等
③當原、副線圈的匝數比確定時,變壓器輸出電壓u2由輸入電壓u1決定,原線圈中的電流i1由副線圈中的電流i2決定p入由p出決定. ④負載是指副線圈所接用電器的實際功率.
三、幾種常用的用電器
①自耦變壓器
鐵芯上只有乙個線圈,原、副線圈共用乙個,調壓變壓器
②互感器交流電壓表和電流錶不能直接測量高電壓和大電流.用變壓器把高電壓變為低電壓,大電流變為小電流,這種變壓器也叫互感器.
電壓互感器、降壓變壓器電流互感器、開壓變壓器
7. 電能的輸送
一、輸送電能的基本要求:①可靠:保證供電線路正常工作 ②保質:保證供電質量,電壓、頻率
③經濟:能耗少,電價低
二、輸電導線上的功率損失
減小損耗功率的方法:p損=i2r
①減小導線電阻r
故選用電阻率比較小的材料
②減小輸電導線中的電流
高壓輸電
三、輸電線路上電壓損失
△u=u-u′
減小電壓損失方法:①減少r ②減少電線上電流(增大電壓)
※ 電抗(感抗、容抗)同樣可導致電壓損失
交變電流知識點
4.電感和電容對交流電的影響 一 電感對交流電的影響 實驗 電感線圈 通直流 阻交流 6v 14v 原因 直流電,線圈對直流阻礙為其線電阻 交流電,電流時刻發生變化,線圈中產生自感電動勢 感抗 電感對交流電的阻礙作用,f為交流電頻率,l為電感的自感係數,通低頻,阻高頻 應用 低頻扼流圈,l很大,對低...
交變電流 知識點總結
已經將文字間距加為24磅,第17章 交變電流 一 知識網路 二 重 難點知識歸納 1 交變電流產生 一 交變電流 大小和方向都隨時間作週期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流。如圖17 1所示 b c e 所示電流都屬於交流,其中按正弦規律變化的交流叫正弦交流。如圖 b 所示。而 a d 為直流其中 ...
交變電流知識點例題詳解
第十四章交變電流 第一單元交流電的產生及變化規律 基礎知識 一 交流電 大小和方向都隨時間作週期性變化的電流,叫做交變電流。其中按正弦規律變化的交變電流叫正弦式電流,正弦式電流產生於在勻強電場中,繞垂直於磁場方向的軸勻速轉動的線圈裡,線圈每轉動一周,感應電流的方向改變兩次。二 正弦交流電的變化規律 ...