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1、名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -51 1、沟通电的产生及变化规律沟通电5；1、基本 知 识如图 5-1-1所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中匀速转动，闭合电路中产生沟通电；假如从线圈转过中性面的时刻开头计时，那么线圈平面与磁感应强度方向的夹角为t ，如图 5-1-2所示线圈中产生的瞬时感应电动势按正弦规律变化，m sintenBSsint式mnBS，称为感应电动势的最大值；电路中的电流强度也按正弦规律变化，imsint RrI msintImm式中Rr ，称为沟通电流的最大值；外电路的电压按正弦规律变化，umRsintRrU m si
2、ntUm R式中mRr ，称为沟通电压的最大值；51 2、表征沟通电的物理量（1）周期和频率周期和频率是表征沟通电变化快慢的物理量；一对磁极沟通发电机中的线圈在匀强场中匀速转动一周，电流按正弦规律变化一周；我们把电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做沟通电的周期T，单位是秒；我们把沟通电在1 秒钟内完成周期性变化的次数，叫做沟通电的频率 f ，道位是赫兹；（2）最大值和有效值沟通电流的最大值I m 与沟通电压的最大值U m 是沟通电在一周期内电流与电压所能达到的最大值；沟通电的最大值I m 与 U m 可以分别表示沟通电流的强弱与电压的高低；沟通电的有效值是依据电流热效应来规定的；让沟通电和直
3、流电通过相同阻值的电阻， 假如它们在相同时间内产生的热效应相等，就把这始终流电的数值叫做这一沟通电的有效值； 第 1 页，共 32 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -通常用表示沟通电源的有效值,用 I 表示沟通电流的有效值，用U 表示沟通电压的有效值；正弦沟通电的有效值与最大值之间有如下的关系：m , I 2I m , UU m22当知道了沟通电的有效值，很简洁求出沟通电通过电阻产生的热量；设沟通电的有效值Rt2为 I ，电阻为 R，就在时间 t 内产生的热量QI；这跟直流电路中焦耳定律的形式完全相同
4、；由于沟通电的有效值与最大值之间只相差一个倍数，所以运算沟通电的有效值时，欧姆定律的形式不变；通常情形下所说的沟通电流或沟通电压是指有效值；（3）相位和相差交 流 发 电 机 中 如 果 从 线 圈 中 性 面 重 合 的 时 刻 开 始 计 时 ， 交 流 电 动 势 的 瞬 时 值 是em sint ；假如从线圈平面与中性面有一夹角0 时开头计时，那么经过时间t ，线圈从线圈平面与中性面有一夹角是t0 ，如图 5-1-3所示，就沟通电的电动势瞬时值是em sint0 ；从沟通电瞬时值表达式可以看出，沟通电瞬时值何时为零，何时最大，不是简洁地由时间 t 确定，而是由t0 来确定；这个相当于角
5、度的量t0 对于确定沟通电的大小和方向起重要作用，称之为沟通电的相位；0 是 t =0 时刻的相位，叫做初相位；在沟通电中，相位这个物理量是用来比较两个沟通电的变化步调的；两个沟通电的相位之差叫做它们的相差，用表示；假如沟通电的频率相同，相差就等于初相位之差，即t10 t20 1020 ，这时相差是恒定的，不随时间而转变；两个频率相同的沟通电，它们变化的步调是否一样要由相差来打算； 假如0，这两个沟通电称做同相位；假如180 ；，这两个沟通电称为反相位；如1020 ，我们说沟通电I1 比I 2 相位超前，或说沟通电I 2 比 I1 相位落后；51 3、沟通电的旋转矢量表示法沟通电的电流或电压是
6、正弦规律变化的；这一变化规律除了可以用公式和图像来表示外，仍可以用一个旋转矢量来表示；图 5-1-4是正弦沟通电的旋转矢量表示法与图像表示法的对比图，左边是旋转矢量法，右边是图像法；在沟通电的旋转矢量表示法中，OA为一旋转矢量， 旋转矢量OA的大小表示沟通电的最大 第 2 页，共 32 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -值 I m ，旋转矢量OA旋转的角速度是沟通电的角频率，旋转矢量 OA与横轴的夹角t0为沟通电的相位，旋转矢量OA在纵轴上的投影为沟通电的瞬时值iI msint0 ；沟通电的旋转矢量表
7、示法使沟通电的表达更加直观简捷，并且也为沟通电的运算带来极大的便利； 5、2沟通电路52 1、沟通电路（1）纯电阻电路给电阻 R 加上一正弦沟通电， 如图 5-2-1所示，其电压u 为u U m sint电流的瞬时值I 与 U、R 三者关系仍遵循欧姆定律；v uum sint RR电流最大值I mU m /R，它们的有效值同样也满意IUR在纯电阻电路中，u、i变化步调是一样的，即它们是同相，图5-2-2甲表示电流、电压随时间变化的步调一样特性；图乙是用旋转矢量法来表示纯电阻电路电流与电压相位关系；（2）纯电感电路纯电感电路如图5-2-3所示，自感线圈中产生自感电动势为自，电路中电阻R 可近似为
8、零，由含源电路欧姆定律有u自iRR0 ，所以自u ，自感电动势与外加电压是反相的；设电路中电流i自LiI m sint ，自感电动势为tiI m sint ttI msint由于t 很短，依三角关系绽开上式后，近似处理， 第 3 页，共 32 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -cost1,sintt 就i 为iI m自LcostiLtI m costLI m sint 2由 ue自 得uLI m sint2 U m sint2 由上面可见：IUa. 纯 电 感 电 路 中 电 压 电 流 关 系 :L
9、， 其 中L 称 为 感 抗 （X L ） 满 足IU /X L ，其中 X LL2fL，单位 : 欧姆；b. 纯电感电路中，图5-2-4电压、电流相位关系是，电压超前电流，它们的图像和2矢量表示如图5-2-5的甲、乙图所示；3 纯电容电路i纯电容电路如图5-2-6所示， 外加电压u，电容器反复进行充放电，QCutt ，设所加交变电压uU m sint ，与前面推导方式相同，t 时间很短，得到uU mt costIU mt sint 2icu tCU msint 2I mciU m ,就I m sint 2电路中电流有效值为IIUUU11XcfC2fCXc1Xc 称为电容的容抗，2fC，单位是
10、欧姆；在纯电容电路中电流与电压的 第 4 页，共 32 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -相位关系是 : 电流超前电压2 ，图 5-2-6甲、乙分别反应电流、电压随时间的变化图线和它们的矢量表示图； 52 2 位移电流位移电流不是电荷定向移动的电流；它引起的变化电场，极置于一种电流；为了形象地说明我移电流，可以把它看作是由极板上电荷积存过程即形成的；1 沟通电能通过电容器，是由于电容器在充、放电的过程中，电容器极板上的电荷发生变化，引起电场的变化而形成的；连接电容器的导线中有传导电流通过，而在电容器内
11、存在位移电流；2 我移电流在产生磁场效应上和传导电流完全等效，由于二者都都会在四周的空间产生磁场；3 我移电流通过介质时不会产生热效应；52 3 、沟通电路中的欧姆定律在沟通电路中，电压、电流的峰值或有效值之间关系和直流电路中的欧姆定律相像，IU其等式为UIZ 或Z，式中I 、 U 都是沟通电的有效值，Z 为阻抗，该式就是沟通电路中的欧姆定律；（ 2）说明由于电压和电流随元件不同而具有相位差，所以电压和电流的有效值之间一般不是简洁数量的比例关系；a 、在串联电路中，如图图5-2-8所示，以R、L、 C 为例，总电压不等于各段分电压的和， UU RU LU C ；由于电感两端电压相位超前电流相位
12、,2电容两高雅电压相位落后电流相位2 ；所以R、 L 、 C 上的总电压，决不是各个元件上的电压的代数和而是矢量和；以纯电阻而言，以纯电感而言，Z RR,ZLL,UUiR;RX RZ C以纯电容而言，UUiL;LX C1, CUUiC;/ 1CX C 第 5 页，共 32 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -U m合成的总电压I m X LI m X CI m RI mX LXR2I m Z；就ZX L2222I m C，得U mZ；而电压和电流的相位差2CarctgX LXCX PXR（图 5-2-9 ）；b、在并联电路中，如图5-2-10所示，以R、 L、 C 为例，每个元件两端的瞬时电压都相等为U；每分路的电流和两端
