第三章 交变电流 专项复习课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流专项复习 交变电流的产生及变化规律 交变电流: 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称:交流(AC ) 直流电流: 方向不随时间变化的电流 (DC) 一、交变电流的概念 二、交变电流的产生 交流发电机模型 将立体图转化为平面图 两个特殊位置: 第一特殊位置:S B 中性面特点: 2、导体边不切割磁感线 1、磁通量最大Ф=Фmax 所以,E感=0,i感=0 即:此时线圈中无电流! —中性面 特点: 2、导体边垂直切割磁感线 1、磁通量为最小,Ф=0 第二特殊位置:S B 线圈中有感应电流 方向: D—C—B—A 在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算? ( V垂直 以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时,经过t时间 V 1、正弦交变电流的图象 e o Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t 三、交变电流的图像和变化规律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、交变电流的变化规律 (1)感应电动势: (2)感应电流: (3)外电路电阻两端的电压: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) u=Umsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时) 3、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 四、交流发电机 1、构造 2、种类 ①用来产生感应电动势的线圈(叫电枢) ②用来产生磁场的磁极 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子 表征交变电流的物理量 一、描述电流变化快慢的物理量 1.周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间 2.频率:1s内交变电流完成周期性变化的次数 我国工农业及生活用电的周期为0.02s,频率为50Hz,电流方向每秒改变100次. 二、描述交变电流大小的物理量 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时,电动势最大值: 2、最大值(峰值): 1、瞬时值 0 t/s U/V Um 电压最大值 电压瞬时值 15 3.有效值 (1)定义:使交变电流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相等时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值.(热效应相同) (2)说明: ①交变电流的有效植根据电流的热效应来规定,与电流的方向无关,计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关,在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的. ③交流电压表和电流表通过交流电时,实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流,所以读出的就是交流的有效值,并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。 注意:电容器的耐压值是交流的最大值。 16 教师应自己做演示实验 (4)一般用电器上标注的额定值是有效值,而电容器上标注的是最大值 4.平均值: 计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。 (3).正弦(或余弦)交变电流有效值与最大值之间的关系 17 电感和电容对交变电流的影响 一、电感对交变电流的阻碍作用 1.演示实验 现象: 2.感抗 (1)反映电感对交变电流阻碍作用的大小。 (2)影响感抗大小的因素 接直流的亮些,接交流的暗些. 结论: 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有 自感系数越大、交流的频率越高,线圈的感抗越大。 *具体关系: 交变电流频率越高,灯越暗 (4)应用: (a)低频扼流圈: (b)高频扼流圈: (3)特性: 通直流、阻交流;通低频、阻高频 低频扼流圈和高频扼流圈 A、构造:线圈绕在铁芯上,匝数多 B、作用:“通直流、阻交流” A、构造:线圈绕在铁氧体芯上,匝数少 B、作用:“通直流、通低频,阻高频” 3.容抗 (1)反映电容对交流的阻碍作用 (2)影响容抗大小的因素 电容越大,交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用就越小,容抗越小。 应用: (1)隔直电容:隔直流,通交流。 (2)高频旁路电容:让高频交流信号通过电容,而将低频信号送到下一级。作用:通高频,阻低频。 *公式: 通交流、隔直流,通高频、阻低频 总结: 通直流 ,阻交流 通低频, 阻高频 电容对交变电流的作用: 通交流 ,隔直流 通高频 ,阻低频 电感对交变电流的作用: 低频扼流圈(L大) 高频扼流圈(L小) 隔直电容器 高频旁路电容器(C小) 变压器 1、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