高三物理交流電知識點總結

交流電

知識要點：

1、交流電

2、基本要求：

(1)理解正弦交流電的產生及變化規律①矩形線圈在勻強磁場中，從中性面開始旋轉，在已知B、L、情況下，會寫出正弦交流電的函數表達式並畫出它的圖象。

②函數表達式與圖象相互轉換。

(2)識記交流電的物理量，最大值、瞬時值、有效值;週期、頻率、角頻率;

(3)理解變壓器的工作原理及初級，次級線圈電壓，電流匝數的關係。理解遠距離輸電的特點。

一、交流電的產生及變化規律：

1、產生：強度和方向都隨時間作週期性變化的電流叫交流電。

矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直於勻強磁場的線圈的對稱軸作勻速轉動時，如圖51所示，產生正弦(或餘弦)交流電動勢。當外電路閉合時形成正弦(或餘弦)交流電流。

圖51

2、變化規律：

(1)中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。

線圈平面位於中性面位置時，如圖52(A)所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應電動勢為零。

圖52

當線圈平面勻速轉到垂直於中性面的位置時(即線圈平面與磁力線平行時)如圖52(C)所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內磁通量變化率最大。因此，感應電動勢值最大。(伏)(N為匝數)

(2)感應電動勢瞬時值表達式：若從中性面開始，感應電動勢的瞬時值表達式：(伏)如圖52(B)所示。感應電流瞬時值表達式：(安)

若從線圈平面與磁力線平行開始計時，則感應電動勢瞬時值表達式為：(伏)如圖52(D)所示。感應電流瞬時值表達式：(安)

3、交流電的圖象：圖象如圖53所示。圖象如圖54所示。

想一想：橫座標用t如何畫。

4、發電機：發電機的基本組成：線圈(電樞)、磁極

種類

旋轉磁極式發電機能產生高電壓和較大電流。輸出功率可達幾十萬千瓦，所以大多數發電機都是旋轉磁極式的。

二、表徵交流電的物理量：

1、瞬時值、最大值和有效值：交流電在任一時刻的值叫瞬時值。

瞬時值中最大的值叫最大值又稱峯值。

交流電的有效值是根據電流的熱效應規定的：讓交流電和恆定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應相等(即在相同時間內產生相等的.熱量)則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。

正弦(或餘弦)交流電電動勢的有效值和最大值的關係為：

交流電壓有效值;交流電流有效值。

注意：通常交流電錶測出的值就是交流電的有效值。用電器上標明的額定值等都是指有效值。用電器上説明的耐壓值是指最大值。

2、週期、頻率和角頻率

交流電完成一次週期性變化所需的時間叫週期。以T表示，單位是秒。

交流電在1秒內完成周期性變化的次數叫頻率。以f表示，單位是赫茲。

週期和頻率互為倒數，即。我國市電頻率為50赫茲，週期為0.02秒。

角頻率：單位：弧度/秒

三、變壓器：

1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設備。

理想變壓器的效率為1，即輸入功率等於輸出功率。對於原、副線圈各一組的變壓器來説(如圖56)，原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正。

即

因為有，因而通過原、副線圈的電流強度與它們的匝數成反比。

即

注意：①對於副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來説，原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正比的規律仍然成立，但各副線圈的電流則應根據功率關係，去計算各線圈的電流強度，即。

②當副線圈不接負載(外電路斷開時)I2=0，，因此。

③當副線圈所接負載增多時，由於通常負載多是並聯使用，因此，總電阻減少，使增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。

④因為，即，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導線較細，低電壓的線圈電流大，繞制的導線較粗。

⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。

2、遠距離送電：

由於送電的導線有電阻，遠距離送電時，線路上損失電能較多。

在輸送的電功率和送電導線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強度可以達到減少線路上電能損失的目的。

線路中電流強度I和損失電功率計算式如下：

注意：送電導線上損失的電功率，不能用求，因為不是全部降落在導線上。