内容正文:
回归原点10 交流电路
1.正弦式交变电流的瞬时值表达式及图像(从中性面开始计时)
分类
磁通量
电动势
电压
电流
函数
Φ=Φmcos ωt
=BScos ωt
e=Emsin ωt=NBSωsin ωt
u=Umsin ωt=sin ωt
i=Imsin ωt=
sin ωt
图像
说明
S为线圈的面积,N为线圈的匝数,r为线圈的电阻(内阻),R为外电阻
2.正弦式交变电流的周期和频率:ω=,T=或f=。
3.有效值和最大值的关系
E=,I= ,U=。
4.理想变压器
(1)变压器的基本关系式
功率关系:P入=P出
电压关系:=,与负载、副线圈的个数无关
电流关系:=(只有一个副线圈);I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn或I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn(有多个副线圈)
频率关系:f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)
(2)理想变压器制约关系
(3)远距离电能的输送问题
输送过程如图所示,可以划分为三个回路
5.电磁振荡
(1)麦克斯韦电磁场理论的两个观点:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。
(2)电磁振荡的产生过程
(3)电磁振荡的周期和频率:T=2π,f=。
“等效法”速解理想变压器的动态分析
情境转化
方法
分析
等效电阻的阻值
等效电阻法
负载电阻R消耗的功率P==,等效电阻消耗的功率为P=
R'=R
等效电源法
U1=E0-I1r0
U2=E1-I2r1
又U1=U2,I1=I2
则有U2=E0
-r0I2
E1=E0,
r1=
r0
[典例] (人教版教材选择性必修第二册P68B组T2改编)(2024·浙江1月选考)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin 100πt V
的交流电,经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV,就会在打火针和金属板间引发电火花,实现点火。下列正确的是( )
A.<
B.<
C.用电压表测原线圈两端电压,示数为5 V
D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz
B [原线圈两端电压的有效值U1= V= V,根据电压与匝数关系有=,变压器副线圈电压的峰值U2max=U2,根据题意有U2max>10×103 V,解得>2 000,<,故A错误,B正确;用电压表测原线圈两端电压,电压表测的是有效值,则示数为 V,故C错误;根据ω==2πf=100π rad/s,解得f=50 Hz,变压器不改变频率,则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz,故D错误。]
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