2015交变电流一轮复习ppt课件

交变电流1一、交变电流1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。2、直流电：方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。2下列表示交变电流的有（）例1iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teuCE3二、交变电流的产生（交流发电机）1、发电机的基本构造线圈：转轴垂直于磁场方向磁极：磁极间形成匀强磁场为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？4交变电流产生示意图：交变电流的产生ABCD——线圈（切割磁感线）K、L——圆环E、F——电刷｝使线圈在转动时保持与外电路的连接5当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；转到乙、丁位置时线圈中电流最大！A(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)B线圈经过甲、丙位置时，电流方向发生改变。6①线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零。②线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线圈每转动一周（交流电的一个周期），两次经过中性面，交流电的方向改变两次。中性面A(B)D(C)与磁感线垂直的平面7设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面①线圈与中性面的夹角是多少？②AB边的速度多大？③AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？④AB边中的感应电动势多大？⑤线圈中的感应电动势多大？tt22LVtLBLVBLesin2sin2111tSBtLBLesinsin22218三．交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（AB和CD边切割磁感线）tBSesintNBSesin所以mE令则有tEemsine为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．=NBωS若为N匝线圈9sinmetE1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电正弦式交流电的产生的描述2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值，ω为线圈转动的角速度3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立e为瞬时值4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律eiRrsinmtRrEsinmtIR两端的电压为sinmutU10eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四.交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLABabcdKLABabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB11121、瞬时值：（从中性面计时）tEemsin五、交变电流的四值及其应用应用：计算线圈某时刻的受力情况tIimsintUumsin132、最大值----峰值rRIrRRUnBSmmmmm应用：电容器和晶体管的耐压值14.2;2;2mmmIIUU（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：3、有效值(根据电流的热效应定义)（2）、一般交流电有效值的求法----2221212RtIRtIRTIQ实例探究分段求和15如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在u=311sin100πtV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图2所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是()A、110VB、156VC、220VD、311Vu／Vt／s31100.010.030.020.04PVu电热毯图1图2B16A、计算电路中的电功、电热、电功率用有效值B、交流用电器的额定电压和额定电流及保险丝的熔断电流指的是有效值；C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值应用174、平均值ENt应用:计算通过某导体截面的电量总总总RNtRtNtREtIq18小结：思维导图19六、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲20变压器电能的输送21闭合铁芯原线圈副线圈221、示意图(1)闭合铁芯(绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈(初级线圈)其匝数用n1表示与交变电源相连(3)副线圈(次级线圈)其匝数用n2表示与负载相连(4)输入电压U1输出电压U2一、变压器的构造原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2∽232、符号问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈是否产生电压U2？n1n2n1n2无铁芯有铁芯铁芯与线圈互相绝缘24——互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)二、变压器的工作原理原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2∽0ett1t2t3t4若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=025三、理想变压器——没有能量损失的变压器P入＝P出输入功率等于输出功率26原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有:U1=E1U2=E22121nnUU四、理想变压器的变压规律tΔΔΦnE11tΔΔΦnE22I1U2U1n1n2I2R~2121nnEE原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2∽271、n2n1U2U1——升压变压器2、n2n1U2U1——降压变压器2121nnUU理想变压器原副线圈的端电压跟它们的匝数成正比28理想变压器输入功率等于输出功率即:U1I1=U2I2P入=P出121221nnUUII五、理想变压器的变流规律理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器291、变压器的输入功率由输出功率决定，计算输入功率和输出功率都用(此公式适用只有一个副线圈)RnUnP/2112需要特别引起注意的是2、区分负载和负载电阻值。以上功率表达式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。在同一电压下，R越大，负载越小；R越小，负载越大。这一点在审题时要特别注意。30例．远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，在线路正常工作的情况下，当用户用电器的总功率增大时，下列判断正确的是A．升压变压器的原线圈中的电流保持不变B．降压变压器的输出电压升高C．降压变压器的输出电压降低D．输电线上损耗的电功率减小发电机升压变压器降压变压器用户输电线31解：这是实际用电问题。发电机输出电压、升压、降压变压器、输电线都已确定。相当于等效电路中的电源电动势、内阻不变。正常工作时内阻远小于外电阻，因此用户用电器总功率增加，一定是负载总电阻减小，引起的结果是各处电流增大、功率增大，输电线电压损失增大，降压变压器初级、次级电压都降低。选C。321、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,图中电流表A1的示数12mA,则电流表A2的示数为()A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B六、课堂练习332、一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为()A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝C343.2、如图所示，一理想变压器给负载供电，已知变压器的输入电压不变，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中各交流电表的读数及输入功率P变化情况正确的是A、V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B、V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C、V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D、V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小A1A2RV1V2u35【解析】因输入电压不变，线圈匝数不变，所以变压器输出电压不变；滑动触头向上移动时，负载电阻增大，所以输出电流减小,输出功率减小，从而输入电流、输入功率也随之减小。【总结】分析此类问题时要利用不变的量来确定各变量之间的关系，通常由于负载变化将引起电流的变化、功率的变化。需要注意的是，不要认为输入功率一定是不变的(输入功率是会随着负载的变化而增大或减小的)。36七、解决有多个副线圈的理想变压器的问题一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，试推导电压和匝数之间的关系，电流和匝数之间的关系？11221UnUn11332UnUn12由（）（）式得：2233U(3)Unn＝37PP入出根据＝得112233IUIUIU--------4＝＋（）134将（）（）式代入（）式得3112223222IUnnIUIUnn112233InInIn38八.电能输送的历程•请根据对电能输送的介绍，画出电能输送的简图，*（设一个发电厂一对一的单一用户端进行供电）391.主要问题：（电流的热效应导致电能转化为热能损失掉）PIR损线2思考：能用U2/R来计算线损吗？2.解决方法：P损=I线2R线=＝，2()PUR线2()PUR线增大输电电压U，即采用高压输电是有效方法。3.重要关系式：2121nnUU2UPI线损＝IRU损UUU234343nnUU线损＝RIP2损用＝PPP14223UUUURIF用线RI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4远距离输电40如图所示某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为U1=1.0×103V,假如输电线总电阻为R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用的电压为U用=380V，求：所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比是多少？典例导悟41析与解VIPU1000022%5R22PIP＝＝损VRIU5002损V950023＝－＝损UUU1012121UUnnARPI50%521254343UUnn42小结：思维导图43