1、交變電流,1,一、交變電流,1、交變電流：,大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流(AC)。,2、直流電：,方向不隨時間變化的電流叫做直流電,簡稱直流（DC）。,2,下列表示交變電流的有（ ）,例1,CE,3,二、交變電流的產(chǎn)生（交流發(fā)電機）,1、發(fā)電機的基本構(gòu)造,為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時線圈里能產(chǎn)生交變電流？,4,交變電流產(chǎn)生示意圖：,交變電流的產(chǎn)生,ABCD線圈（切割磁感線）,K、L圓環(huán),E 、 F電刷,使線圈在轉(zhuǎn)動時保 持與外電路的連接,5,當線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流？轉(zhuǎn)到什么 位置時線圈中電流最大？,線圈轉(zhuǎn)到甲、丙位置時線圈中沒有電流； 轉(zhuǎn)到乙、

2、丁位置時線圈中電流最大！,線圈經(jīng)過甲、丙位置時，電流方向發(fā)生改變。,6,線圈經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零。,線圈每經(jīng)過中性面一次，交流電方向改變一次，線圈每轉(zhuǎn)動一周（交流電的一個周期） ，兩次經(jīng)過中性面，交流電的方向改變兩次。,中性面,與磁感線垂直的平面,7,設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是經(jīng)過時間t，AB、CD寬L1，AD、BC長L2 ，磁感應(yīng)強度是B.,中性面,線圈與中性面的夾角是多少？,AB邊的速度多大？,AB邊速度方向與磁場方向夾角是多大？,AB邊中的感應(yīng)電動勢多大？,線圈中的感應(yīng)電動勢多大？,8,三交變電流的變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應(yīng)電

3、動勢（AB和CD邊切割磁感線 ）,所以,令,則有,e為電動勢在時刻t的瞬時值， Em為電動勢的最大值（峰值）,=NBS,若為N匝線圈,9,1、矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn) 生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化正弦式交流電,正弦式交流電的產(chǎn)生的描述,2、Em勻速轉(zhuǎn)動過程中能產(chǎn)生電動勢的最大值峰值， 為線圈轉(zhuǎn)動的角速度,3、此表達形式僅在從中性面開始計時的情況下成立,e為瞬時值,4、若該線圈給外電阻R供電，設(shè)線圈本身電阻為r，由閉合電路歐姆定律,R兩端的電壓為,10,四.交流電的圖像,11,12,1、瞬時值：（從中性面計時）,五、交變電流的四值及其應(yīng)用,應(yīng)用：計算線圈某時刻

4、的受力情況,13,2、最大值-峰值,應(yīng)用：電容器和晶體管的耐壓值,14,（1）、正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系是：,3、有效值(根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義),（2）、一般交流電有效值的求法-,實例探究,分段求和,15,如圖1所示，為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u=311sin100t V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P 使輸入電壓變?yōu)閳D2所示波形，從而進入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時交流電壓表的讀數(shù)是 ( ) A、110V B、156V C、220V D、311V,B,16,A、計算電路中的電功、電熱、電功率用有效值,B、交流用電器的額定電壓和額定電流及保險絲的熔斷電流指的是有

5、效值；,C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是 有效值,D、對于交流電若沒有特殊說明的均指 有效值,應(yīng)用,17,4、平均值,應(yīng)用:計算通過某導(dǎo)體截面的電量,18,小結(jié)：思維導(dǎo)圖,19,六、交變電流的種類,(1)正弦交流電,(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓,(3)電子計算機中的矩形脈沖,(4)激光通信中的尖脈沖,20,變壓器 電能的輸送,21,變壓器的結(jié)構(gòu),22,1、示意圖,(1)閉合鐵芯 (絕緣硅鋼片疊合而成),(2)原線圈(初級線圈) 其匝數(shù)用n1表示 與交變電源相連,(3)副線圈(次級線圈) 其匝數(shù)用n2表示 與負載相連,(4)輸入電壓U1 輸出電壓U2,一、變壓器的構(gòu)造,原線圈,副線圈,鐵芯,

6、U1,U2,23,2、符號,問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？,變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈是否產(chǎn)生電壓U2？,鐵芯與線圈互相絕緣,24,互感現(xiàn)象,變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了： 電能 磁場能 電能轉(zhuǎn)化 (U1、I1) (變化的磁場) ( U2、I2),二、變壓器的工作原理,若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?,=0,25,三、理想變壓器,沒有能量損失的變壓器,P入P出,輸入功率等于輸出功率,26,原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：,若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有: U1=E1 U2=E2,四、理想變壓器的變

7、壓規(guī)律,27,1、n2 n1 U2U1升壓變壓器,2、n2 n1 U2 U1降壓變壓器,理想變壓器原副線圈的端電壓 跟它們的匝數(shù)成正比,28,理想變壓器輸入功率等于輸出功率,即:,U1I1=U2I2,P入= P出,五、理想變壓器的變流規(guī)律,理想變壓器原副線圈的電流 跟它們的匝數(shù)成反比,此公式只適用于一個副線圈的變壓器,29,1、變壓器的輸入功率由輸出功率決定，計算輸入功率和輸出功率都用 (此公式適用只有一個副線圈),需要特別引起注意的是 2、區(qū)分負載和負載電阻值。以上功率表達式中的R表示負載電阻的阻值，而不是“負載”?！柏撦d”表示副線圈所接的用電器的實際功率。在同一電壓下，R越大，負載越??；R

8、越小，負載越大。這一點在審題時要特別注意。,30,例遠距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，在線路正常工作的情況下，當用戶用電器的總功率增大時，下列判斷正確的是 A升壓變壓器的原線圈中的電流保持不變 B降壓變壓器的輸出電壓升高 C降壓變壓器的輸出電壓降低 D輸電線上損耗的電功率減小,31,解：這是實際用電問題。發(fā)電機輸出電壓、升壓、降壓變壓器、輸電線都已確定。相當于等效電路中的電源電動勢、內(nèi)阻不變。正常工作時內(nèi)阻遠小于外電阻，因此用戶用電器總功率增加，一定是負載總電阻減小，引起的結(jié)果是各處電流增大、功率增大，輸電線電壓損失增大，降壓變壓器初級、次級電壓都降低。選C。,32,1、

9、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=4:1,當導(dǎo)體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時,圖中電流表A1的示數(shù)12mA,則電流表A2的示數(shù)為( ) A3mA B0 C48mA D與負載R的值有關(guān),B,六、課堂練習(xí),33,2、一臺理想變壓器原線圈的匝數(shù)為4400匝,與220V的電源相連,當副線圈接入額定電壓為36V的燈泡時,能夠正常發(fā)光.則變壓器副線圈的匝數(shù)為( ) A、36匝 B、72匝 C、720匝 D、1440匝,C,34,3.2、如圖所示，一理想變壓器給負載供電，已知變壓器的輸入電壓不變，如果負載電阻的滑動觸頭向上移動，則圖中各交流電表的讀數(shù)及輸入功率P 變化情況正確的是 A、

10、V1、V2不變，A1增大，A2減小，P 增大 B、V1、V2不變，A1、A2增大，P 增大 C、V1、V2不變，A1、A2減小，P 減小 D、V1不變， V2 增大，A1減小，A2增大，P 減小,u,35,【解析】因輸入電壓不變，線圈匝數(shù)不變，所以變壓器輸出電壓不變；滑動觸頭向上移動時，負載電阻增大，所以輸出電流減小,輸出功率減小，從而輸入電流、輸入功率也隨之減小。,【總結(jié)】分析此類問題時要利用不變的量來確定各變量之間的關(guān)系，通常由于負載變化將引起電流的變化、功率的變化。需要注意的是，不要認為輸入功率一定是不變的 (輸入功率是會隨著負載的變化而增大或減小的)。,36,七、解決有多個副線圈的理想變壓器的問題,一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3，試推導(dǎo)電壓和匝數(shù)之間的關(guān)系，電流和匝數(shù)之間的關(guān)系？,37,38,八.電能輸送的歷程,請根據(jù)對電能輸送的介紹，畫出電能輸送的簡圖，*（設(shè)一個發(fā)電廠一對一的單一用戶端進行供電）,39,1. 主要問題： （電流的熱效應(yīng)導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化為熱能損失掉）,思考：能用U2/R來計算線損嗎？,2. 解決方法： P損=I線2R線= ，,增大輸電電壓U，即采用高