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1、第五章 交变电流5.1 交 变 电 流一, 直流电(DC) 电流方向不随时间而变更交变电流(AC) 大小与方向都随时间做周期性变更的电流沟通发电机模型的原理简图二, 交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变更率为零，线圈中的电动势为零（2）线圈经过中性面时，电流将变更方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向变更两次三, 交变电流的变更规律 以线圈经过中性面起先计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab与cd边切割磁感线）e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）四, 沟通电的图像 五, 交变电流的种类课堂练
2、习5.2描述交变电流的物理量复习回顾(一)交变电流：大小与方向随时间做周期性变更的电流;简称沟通。 其中按正弦规律变更的沟通电叫正弦沟通电。 (二)正弦沟通电的产生及变更规律 1, 产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦沟通电。 2, 中性面：跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变更率为零，线圈中无感应电动势。3, 规律：瞬时值表达式：从中性面起先计时一, 周期与频率物理意义：表示沟通电变更的快慢1, 周期：交变电流完成一次周期性变更所需的时间。2, 频率：交变电流一秒内完成周期性变更的次数。角频率：线圈在磁场中转动的角速度 二, 峰值与
3、有效值3.有效值 定义：E, U, I依据电流的热效应来规定，让沟通与直流分别通过相同的电阻，假如在沟通的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个沟通的有效值。4.正弦沟通电的有效值与最大值的关系：说明：A, 以上关系式只适用于正弦或余弦沟通电；B, 沟通用电器的额定电压与额定电流指的是有效值；C, 沟通电流表与沟通电压表的读数是有效值D, 对于沟通电若没有特别说明的均指有效值留意：峰值（最大值）, 有效值, 平均值在应用上的区分。 1, 在求沟通电的功, 功率或电热时必需用沟通电的有效值。 2, 求通过某导体截面的电量肯定要用平均值。小结1, 周期：交变电流完成一次周期性变更
4、所需的时间。2, 频率：一秒内完成周期性变更的次数。3, 最大值（峰值）： Em Um m 4, 瞬时值： u i e5, 有效值： E U I （1）定义：依据电流的热效应来规定，让沟通电与直流通过相同阻值的电阻，假如他们在一个周期内产生的热量相等，就把这始终流电的数值叫做这一沟通电的有效值。（2）正弦沟通电的有效值与最大值的关系：留意：A.对于沟通电若没有特别说明的均指有效值B.在求沟通电的功, 功率或电热时必需用沟通电的有效值。 C.求通过某导体截面的电量肯定要用平均值。2.3电感与电容对交变电流的影响在直流电路中，影响电流与电压关系的只有电阻，而在沟通电路中影响电流与电压关系的除了电阻
5、，还有电感与电容通过电感与电容对交变电流影响的分析探讨，我们可以进一步相识到沟通与直流的区分一, 交变电流能够通过电容器 试验电路如图所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源与沟通电源上，视察灯泡的亮暗S接直流电源时，灯泡不亮；S接沟通电源时，灯泡发光1试验表明直流不能通过电容器，而沟通能够“通过”电容器2对电容器“隔直流, 通沟通”的理解 电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过 电容器接上沟通电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替地进行充, 放电，电路中有了电流，表现为沟通“通过”了电容器二, 电容器对交变电流的阻碍作用1电容器对沟通有
6、阻碍作用2容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用X表示3影响容抗的因素：电容器的电容与交变电流的频率.电容越大，频率越高，容抗越小4实际应用P49 隔直电容器通沟通, 隔直流 旁路电容器通高频, 阻低频三, 电感对交变电流的阻碍作用 1电感对交变电流有阻碍作用2感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XL表示3成因：由于交变电流是不断变更的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变更的4影响感抗的因素：线圈的自感系数与交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大5实际应用： 低频扼流圈通直流, 阻沟通 高频扼流圈通低频, 阻高频5.4 变压器一, 变压器的构造问题：变压
7、器副线圈与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，副线圈电压U2是怎样产生的？志向变压器假如在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原, 副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为志向变压器。这是物理学中又一种志向化模型。无铜损, 铁损, 磁损变压器输入输出电压, 电流, 功率大小之间的因果关系 六, 有多个副线圈的志向变压器的问题一个原线圈多个副线圈的志向变压器,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2与n3,相应的电压分别为U1, U2与U3,相应的电流分别为I1, I2与I3,依据变压器的工作原理可得:课堂练习一台志向变压器原线圈匝
8、数n11100匝,两个副线圈的匝数分别是n260匝,n31200匝.若通过两个副线圈中的电流分别为I210A,I35A,求原线圈中的电流.( 6 A )如图所示：志向变压器的沟通输入电压U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6V，9W”, “12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：（1）原线圈的匝数为n1与另一副线圈的匝数n3.（2）原线圈的电流I1。第五章 第五节电能的输送一, 输电线上的功率损失 设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为： 2削减输电线上功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R 减小输电线长度L：由于输电距离肯定，所以在实际中不
9、行能用减小L来减小R减小电阻率r：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难（2）减小输电电流 I 提高输电电压U ：在输送功率P 肯定，输电线电阻R肯定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍采纳高压输电是减小输电线上功率损失的最有效, 最经济的措施 功率关系二, 输电线路上的电压损失电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U的差值，称为输电线路上的电压损失，DU U U ，如图所示：2造成电压损失的因素 （1）输电线电阻造成电压损失 DUIR（2）输电线感抗与容抗造成电压损失3减
10、小输电线路上电压损失的方法 （1）减小输电线电阻R 对高压输电线路效果不佳 （2）减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施 目前我国远距离送电采纳的电压有110kV, 220kV 与330kV, 在少数地区已起先采纳500kV的超高压送电。 目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。 大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV, 13.8kV, 15.75kV, 18.0kV。例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每条输电线电阻0.2，求用户得到的电压与电功率各是多少？假如发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压上升，经同样输电线路，后经10：1的降压变压器降压后供应用户， 则用户得到的电压与电功率各是多少？140V, 28KW 219.2V, 43.84KW思索：有一台内阻为1的发电机，供应一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线总阻为R=4，全校共22个班，每班有“220V,40w”的灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，探讨：1）发电机的输出功率多大？2）发电机的电动势多大？3）输电效率是多少？4）若运用灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半？小结：输电导线上功率损失DPI2R ，电压损失DUIR. 提高输电电压是减小功率损失与电压损失的有效途径 电网输电第 6 页