高中物理知识点总结 10.3交流电的产生与描述课件 选修32.ppt

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1、一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交交变变电电流流：大大小小和和_都都随随时时间间做做_变变化化的电流，简称交流的电流，简称交流(AC)2正弦式交变电流正弦式交变电流(如图所示如图所示)2021/8/11 星期三1(1)定定义义：按：按_变变化的交化的交变电变电流流(2)产产生生：将将闭闭合合矩矩形形线线圈圈置置于于_磁磁场场中中，并并绕绕_方向的方向的轴轴做做_转动转动(3)中性面：与磁中性面：与磁场场方向方向_的平面的平面(4)正正弦弦式式交交变变电电流流的的变变化化规规律律(线线圈圈在在中中性性面面位位置置开开始始计计时时)电动势电动势e随随时间变时间变化的化的规

2、规律：律：e_.电压电压u随随时间变时间变化的化的规规律：律：u_.电电流流i随随时间变时间变化的化的规规律：律：i_.其中其中等于等于线线圈圈转动转动的的_，Em_.2021/8/11 星期三2(5)正弦交正弦交变电变电流的流的图图象象(如如图图所示所示)2021/8/11 星期三3二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量1周期和频率周期和频率(1)周期：交变电流完成一次周期：交变电流完成一次_变化所需的时间变化所需的时间(2)频率：交变电流在频率：交变电流在1 s内完成内完成_变化的次数变化的次数(3)二者关系：二者关系：T_.2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰峰值值：交交变变电电

3、流流的的电电压压和和电电流流所所能能达达到到的的_数数值值(2)有有效效值值：跟跟交交变变电电流流_等等效效的的直直流流电电压压和和电电流流值值(3)二二者者关关系系：对对于于正正弦弦交交流流电电有有Im_，Um_.2021/8/11 星期三4三、电感和电容对交变电流的影响三、电感和电容对交变电流的影响1电电感感对对交交流流的的阻阻碍碍作作用用：交交流流的的频频率率_，电电感感对其阻碍作用就对其阻碍作用就_，“通低频，阻高频通低频，阻高频”2电电容容对对交交流流的的阻阻碍碍作作用用：交交流流的的频频率率_，电电容容对其阻碍作用就对其阻碍作用就_，“通高频，阻低频通高频，阻低频”思思考考：在在现

4、现实实生生活活中中，我我们们经经常常见见到到家家用用电电器器铭铭牌牌上上标标的的电电压压、电电流流，它它们们都都是是指指交交流流电电的的什什么么值值？与与电电容容器器铭铭牌牌上上标的电压、电流有何不同？标的电压、电流有何不同？2021/8/11 星期三5答案：答案：一一、1.方方向向周周期期性性2.(1)正正弦弦规规律律(2)匀匀强强垂垂直直磁磁 场场 匀匀 速速 (3)垂垂 直直 (4)Emsint UmsintImsint角速度角速度NSB三、三、1.越高越大越高越大2.越高越小越高越小思思考考：家家用用电电器器铭铭牌牌上上标标的的电电压压、电电流流是是指指交交流流电电的的有有效值，电容器

5、铭牌上标的电压、电流是指交流电的最大值效值，电容器铭牌上标的电压、电流是指交流电的最大值2021/8/11 星期三61正正弦弦式式电电流流的的变变化化规规律律(线线圈圈在在中中性性面面位位置置时时开开始始计计时时)规规律律物理量物理量函数函数图图象象磁通量磁通量mcostBScost电动势电动势eEmsintnBSsint2021/8/11 星期三7续表续表2021/8/11 星期三82.对对中性面的理解中性面的理解(1)中中性性面面是是与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的平平面面，是是假假想想的的一一个个参参考考面面(2)线线圈圈平平面面位位于于中中性性面面时时，穿穿过过线线圈圈平平面面的的磁磁

6、通通量量最最大大，而磁通量的而磁通量的变变化率化率为为零，零，产产生的感生的感应电动势为应电动势为零零(3)线线圈圈平平面面与与中中性性面面垂垂直直时时，穿穿过过线线圈圈平平面面的的磁磁通通量量为为零，但磁通量的零，但磁通量的变变化率最大，化率最大，产产生的感生的感应电动势应电动势最大最大(4)线线圈圈每每经经过过中中性性面面一一次次，电电流流方方向向就就改改变变一一次次，线线圈圈转动转动一周，两次一周，两次经过经过中性面，所以中性面，所以电电流的方向改流的方向改变变两次两次2021/8/11 星期三93交变电流瞬时值表达式的书写基本思路交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确确定定交交变变

7、电电流流的的峰峰值值，根根据据已已知知图图象象或或由由公公式式EmnBS求出相求出相应应峰峰值值(2)明确明确线线圈的初始位置，找出圈的初始位置，找出对应对应的函数关系式的函数关系式如如：线线圈圈从从中中性性面面开开始始转转动动，则则it图图象象为为正正弦弦函函数数图图象，函数式象，函数式为为iImsin t.线线圈圈从从垂垂直直中中性性面面开开始始转转动动，则则it图图象象为为余余弦弦函函数数图图象，函数式象，函数式为为iImcos t.2021/8/11 星期三10说说明明：在在交交变变电电流流的的产产生生过过程程中中，要要特特别别注注意意两两个个特特殊殊位置的不同特点位置的不同特点(1)

8、线线圈圈平平面面与与中中性性面面重重合合时时，SB，最最大大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变，电流方向将发生改变(2)线线圈圈平平面面与与中中性性面面垂垂直直时时，SB，0，/t最最大大，e最大，最大，i最大，电流方向不改变最大，电流方向不改变2021/8/11 星期三111交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较2021/8/11 星期三12续表续表2021/8/11 星期三132.对对交交变电变电流有效流有效值值的理解的理解交交变变电电流流的的有有效效值值是是根根据据电电流流的的热热效效应应(电电流流通通过过电电阻阻生生热热)进进行行

9、定定义义的的，所所以以进进行行有有效效值值计计算算时时，要要紧紧扣扣电电流流通通过过电电阻阻生生热热(或或热热功功率率)进进行行计计算算注注意意“三三同同”：即即“相相同同电电阻阻”，“相相同同时时间间”内内产产生生“相相同同热热量量”计计算算时时“相相同同时时间间”要要取取周周期期的的整数倍，一般取一个周期整数倍，一般取一个周期注注意意：在在交交流流电电路路中中，电电压压表表、电电流流表表等等电电工工仪仪表表的的示示数数均均为为交交变变电电流流的的有有效效值值在在没没有有具具体体说说明明的的情情况况下下，所所给给出出的交的交变电变电流的流的电压电压、电电流指的是有效流指的是有效值值2021/

10、8/11 星期三14说说明明：(1)由由感感应应电电动动势势的的最最大大值值公公式式EmnBS得得，Em仅仅由由n、B、S、四四个个物物理理量量所所决决定定，与与轴轴的的具具体体位位置置和和线线圈圈的形状都无关的形状都无关2021/8/11 星期三15电电阻阻感抗感抗容抗容抗产产生的原生的原因因定向移定向移动动的的电电荷与不荷与不动动的离的离子子间间的碰撞的碰撞电电感感线线圈的自感圈的自感阻碍阻碍电电流流变变化化极板上所极板上所带电带电荷荷对对定向移定向移动动电电荷的阻碍荷的阻碍阻碍的特阻碍的特点点对对直流、交流直流、交流均有阻碍作用均有阻碍作用通直流、阻交流，通直流、阻交流，通低通低频频、阻高、阻高频频通交流、隔直通交流、隔直流，通高流，通高频频、阻低阻低频频相关的因相关的因素素由由导导体本身的体本身的因素决定因素决定(长长短、粗短、粗细细、材、材料料)，与温度，与温度有关有关由由线线圈本身的自圈本身的自感系数和交感系数和交变电变电流的流的频频率共同决率共同决定定由由电电容的大小容的大小和交和交变电变电流的流的频频率共同决定率共同决定2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17