课件46张PPT。第十一讲 交流电【知识要点】 强度和方向随时间做周期性变化的电流叫做交流电。随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦交流电。 一、正弦交流电的产生及变化规律 二、表征交流电的物理量 三、变压器 四、远距离送电一、正弦交流电的产生及变化规律1、正弦交流电的产生 用矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，则在线圈中产生正弦交流电。2、正弦交流电的变化规律其中3、交流电的图象二、表征交流电的物理量1、最大值2、角频率、周期和频率角频率ω：对于简单的发电机，相当于线圈转动的角速度。 周期T：交流电完成一次周期性变化所需的时间， 频率f：交流电在1秒的时间内完成周期性变化的次数， 显然同期与频率互为倒数3、初相角与相角 中性面：线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面与磁感线垂直时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电动势，这个位置叫做中性面。4、有效值 交流电的有效值是根据电流的热效应耒规定的，即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫该交流的有效值。正弦交流电的有效值与最大值的关系是：证明:同理亦可证明:三、变压器变压器是交流电能输送中改变电压的装置。它的主要构造是把输入线圈与输出线圈绕在同一闭合铁芯上。它的工作原理是电磁感应。 对于理想变压器，磁通量全部集中在铁芯上，变压器本身不损耗能量。理想变压器的基本关系式为：四、远距离送电1、输电线上的功率损失 2、输电效率 【典型例题】例1 如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，图中的位置是初始位置，转数n=120r/min。若已知ab=bc=20cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2T，试求： (1)瞬时感应电动势的表达式。 (2)从图示位置转过90°过程中的平均感应电动势。 (3)设线圈是闭合的，总电阻R=10Ω，线圈所受磁力矩的瞬时值表达式。 分析：根据导线切割磁力线产生感应电动势的公式 可计算瞬时感应电动势; e = BLvsinθ 根据通电导线在磁场中受安培力的公式 F = BIlsinθ 可推导并计算线圈所受磁力矩的瞬时值表达式。 根据磁通量的平均变化率计算公式可计算平均感应电动势；解：(1)N匝线圈从图示位置在磁场中匀速转动，感应电动势的瞬时值为由①、②式得(2)从图示位置转过90°的过程中，线圈中发生的磁通量变化 (3)由于电流不是恒定电流，通电线圈所受安培力矩受两个因素的影响：一是安培力随电流发生变化，一是力臂随线圈的位置发生变化。由③、④两式得线圈受磁力矩的瞬时值表达式为答：瞬时感应电动势e=2.01cos4πtV；从图示位置转过90°过程中的平均感应电动势为1.28V；线圈所受磁力矩的瞬时值表达式为M= 说明：要掌握最大感应电动势、瞬时感应电动势、平均感应电动势的区别及各自的计算。要掌握闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时所受的磁力矩，与线圈通过恒定电流在匀强磁场中匀速转动时所受的磁力矩是不同的，并会分别进行计算。例2 有一交流电压的变化规律为u=311sin314tV，若将一辉光电压最小值是220V的氖管接上此交流电压，则在1秒钟内氖管发光的时间是多少？分析：根据氖管的发光条件|U|＞220V，先计算在半个周期的时间内氖管发光的时间间隔△t，再算出1秒包含的半周期数n，两者相乘即是1秒钟内氖管发光的时间。解：根据u=311sin314tV，可知周期为 在0～T/2，即0～1/100s的时间内，将U=220V代入u=311sin314tV中，可得氖管的发光时间为1秒钟的时间包含的半周期数为答：1秒钟内氖管的发光时间为0.5s。 说明：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值是不一样的，要求熟练掌握正弦交流电瞬时值表达式。例3.接通电键后正确结论是分析：灯泡的亮度由它的实际功率决定，3个规格相同的灯泡，灯丝电阻都相 ... ...
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