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1、、知识网络或概要交流电、电磁振荡、电磁波1 . 交变电流、交变电流的图象,2 .理想变压器、远距离送电5 .纯电阻、纯电感、纯电容电路正弦交变电流的函数表达式、3 .传感器分类与应用6.整流和滤波峰值和有效值4.交变发电机的原理7.三相交流电及其连接8。振荡电路及振荡频率。10.电磁波的发射和调制。9。电磁场和电磁波。电磁波的波速，赫兹实验。11。电磁波的接收、调谐，检波。1 .2.知识能力聚焦交变电流的产生：可通过线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动获得。瞬时表达式：e=EMSinwt, i= I Msinwt3.峰值的几种表达式：EM=NBSw=NmWNBS2 f NBS ImEm
2、R4.对正(余)弦式交流电有效值和峰值的关系:E-22Em,U5.在没有说明白前提下，所说的交流电动势、电压、电流都是指有效值.6 .线圈转到线圈平面和中性面重合的特点:(1)线圈平面与磁感线垂直;(2) 最大 -=0;(4)e=0;(5)i=0;(6)它是交变电流改变方向的分界面7. 图像：如图所示，要求：(1)由瞬时值表达式能画出图像；(2)由图像能求出峰值、时表达式 .tT、f、w以及瞬8 . 变压器：(1)理想变压器磁通量全部集中在铁芯(即没有漏磁，变压器本身不损耗能量，因此输入功率等于出功率.(2)理想变压器原副线圈的端电压与匝数的关系为UiU2n1一，此式对于一个或几个副线圈的变压
3、器都适用，还适用于两个副线圈之间的端电压和匝数的关系.(3)理想变压器原副线圈的电流与匝数的关系为，若有几n2, 1，此式仅适用于只有一个副线圈供电时的变压器 n1个副线圈同时输出电流则有:I 0no1山 12n213n39 .远距离送电：(1)远距离送电时，输电线导线上的发热损失Q I 2Rt;(2)减少输电线上的电阻是减少电能损失白一种方法，但此方式减少的损失是有限的 ；(3)减少输电线中电流可以有效减少P输电线上电能的损失，由于I 一，因此在输送功率一定时，可采用高压送电的方式以减少输电线U上电能损失.10 .通过实验了解光敏电阻，热敏电阻特性：光敏电阻，热敏电阻都是用半导体材料制成的，
4、故光敏电阻的阻值随照射光强度的变化而迅速变化，光强越大其阻值越小；热敏电阻的阻值随温度的变化而迅速变化温度越高其阻值越小.mm若设m NBSw,则正弦电动势还可以表示为e msin(wt )而则为正弦交流电的初相，当t=0时，e0msin利用上式，可以极为简洁地求出3.三个容易混淆的最大值 m、(一) m和 m 根据法拉第电磁感应定律，正弦交流电动势还可以表示为e N NBSwsin wtt上式表明：正弦电动势的产生，是由于磁通变化率虽时间按正弦规律变化的结果。 这里，要特别注意区分正弦交流电的三个最大值，不要混为一谈。磁通量最大值：M BS性面的夹角，也表示线圈法线(n)与磁感应强度(B)的
5、夹角，还表示线速度(v)与B的夹角。这里，要特别注意：不要将 角与线圈平面与 B的缴交 混淆，且 与 互为余角，即 + =90 因此，当已知 角时，正弦电动势则为 e NBSwcos2.正弦交流电的三要素为正弦电动势的最大值，且m NBSww为正弦交流电的角频率，且 w2 f因为 BScos ,而e10、两类发电机：(1)左图为旋转电枢式发电机，右图为旋转磁极式 发电机。思考：左图中 A极为等效电源的 极；右图中A极为等效电源的 极。(2)、e=EMsin(wt+ )的意义如图14-1-4所示，设矩形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于B的转轴，以角速度 w从中性面位置开始匀速
6、转动，当线圈平面与中性面的夹角为时，线圈中的感生电动势可以表示为,1e 2Blv sin 2Babwad/2sin这就是正弦交流电动势的基本计算公式。1. (wt)的三个意义一一在公式中不仅表示线圈平面与中HF2T电动势最大值:mNBSwN磁通变化率最大值:(T)MBSwmwsin ,所以e和达到最大值的时刻相 t当矩形线圈有 N匝时，相当于N个同样发电机串联，则总电动势为e NBSwsin wt当t=0 ,且线圈平面与中性面的夹角为 时，则电动势为eNBSwsin( wt )同，但与达到最大值的相位相差90。，即当e、 最大时：0 当e、 为0时:这一结果，根据t图线的斜率，tan e,从
7、t图线上一线急可看出（图 14-1-5）。t在两极磁场，即一对磁极的磁场汇总，发电机转子转一圈，正弦交流电变化一周，所以w电 w机而在n对磁极磁场中，发电机转子转一圈，要经过 n个中性面，交流电将变化 n周，所以w电 nw机R,且初相位为零,（3）、外力矩与安培力矩当转子匀速转动时，转子在每时每刻外力矩与安培力矩平衡，设线圈的总电阻为 则M 外 M 安 NBISsinwt NB(e/R)sin wt NB(NBSWsi nwt)/Rsin wt2_ 2_22N B S wsin wtRM外和M安随时间变化的图象如图：11 .电阻、电感、电容A、纯电阻电路： 交流电路中仅有电阻元件 R时，该电路
8、叫纯电阻电路，纯电阻交流电路有以下 特点：（1）阻抗Zr R； （2）电压和电流同相位；（3）电压和电流的关系服从欧姆定律，即.Ur UmSin( t 0)i RRB、纯电容电路：交流电路中只有电容元件的电路叫纯电容电路。纯电容电路有以下特点：（1）1阻抗（谷抗）ZC XC ；（2）电容兀件上的电流的相位比其上电压的相位超前n/2如果CUc UmSin（ t 0）,那么 Ic ImSin（ t 0 一）,其中 I m UmCUm2XcC、纯电感电路：交流电路中只有电感元件的电路叫纯电感电路。纯电感电路有以下特点:(1)阻抗（感抗）ZL XL L , L是电感元件的自感系数；（2）电感元件上的电
9、流的相位比其上电压的相位落后n/2即如果Ul UmSin（ t 0）,那么 Ic ImSin（ t 0 一）,其中 2, Ujm Ujmm Xl L注意：R、L、C串联电路的阻抗为Z Rr2 （ L -C）2。12、整流与滤波A、整流：整流就是将交流电变成直流电的过程，通常利用晶体二极管的单向导电性来达到整流的目的。理想的晶体二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。(1)、半波整流如下图是半波整流电路。 B是电源变压器，D是二极管，R是用电 器的电阻或负载。当变压器的初级线圈有交流电输入时，变压器的次级线圈就有交 流电压输出，设变压器输出的交变电压为u=uosin电t它的波形如图2甲所示。当变压
10、器输出的交变电压处于正半周时，a正b负，二极管因加正向电压而导通，电流方向由 a经二极管D、负载电阻R 流到bo由于二极管导通时正向电阻很小，与负载电阻相比可以忽略，这时电压全部加在负载电阻上。负载电阻上的电压 波形与变压器输出的电压波形相同。当变压器输出的交变电 压处于负半周时，a负b正，二极管因加反向电压而截止，它 的反向电阻可以看作无限大，电路中的电流近似为零。这时 电压全部加在二极管上，负载电阻上的电压为零。图2乙是负载电阻的电压波形，图 2丙是负载电阻的电流波 形。可见，整流后负载电阻获得的是强度随时间变化的直流 电，也叫脉动直流电。半波整流电路简单，使用元件少，但 只利用交流电的半
11、个周期，变压器的利用率低。图3(2)、全波整流图3是全波整流电路，两只二极管的负极都通过负载电阻 R与变压器次级 线圈中心抽头O连接。当变压器输出的交变电压处于正半周时，a正b负, 。点电势介于a、b之间，二极管Di因加正向电压而导通，D2因加反向电 压而载止。这时电流方向是由a经Di、R到O,如图中实线箭头所示。当 变压器输出的交变电压处于负半周时，a负b正，二极管Di截止，D2导通。 这时电流方向是由b经D2、R到O,如图中虚线箭头所示。可见，无论是 正半周或负半周，通过负载电阻R的电流方向总是相同的，图4是全波整流波形，其中甲是变压器次级线圈a、。间或O、b间的交变电压波形，乙是负载电阻
12、的电压波形，丙是负载电阻的电流波形。全波整流使交流 电的两个半周期都得到了利用，负载获得的直流电脉动性比较小，但变压器次级线圈要有中心抽头，次级线 圈的圈数是半波整流的二倍，变压器利用率也不高。二极管在截止状态时承受的反向电压是次级线圈上 a、 b间的全部电压，因此要选用耐压性能较高的二极管。(3)、桥式整流：图5是桥式整流电路，当变压器输出的交变电压处于正半周时， a正b负，二极管Di、 D3因加正向电压而导通，D2、D4因加反向电压而截止。这时电流方向是由 a经Di, R、D3到b。当变压器 输出的交变电压处于负半周时，a负b正，二极管Di, D3因加反向电压而截止，D2, D4因加正向电
13、压而导 通。这时电流方向是由b经D2, R, D4到a。可见，无论正半周或负半周，通过负载电阻R的电流方向也总 是相同的。桥式整流的波形跟全波整流的波形相似。B、滤波交流电经整流后变成脉动直流电。脉动直流电可以看作是由强度和方 向都不随时间变化的直流成分与强度和方向都随时间变化的交流成 分组成。其他的脉动直流电，也可以看作是由强度不变的直流成分和 一个或几个交流成分叠加形成的。由于脉动直流是含有交流成分，往 往不能适应实际需要，为了使脉动直流电变得比较平稳，需要把其中的交流成分滤掉，这叫滤波。常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波图5和兀型滤波。电容器具有通交流隔直流的作用，可以做滤波元件。图6甲
14、是带有电容滤波的半波整流电路。电解电容器C和负载电阻R并联。由于并联电路有分流作用，当电容器的电容比较大时，容抗比较小，脉动电流的交流成 分大部分通过电容器而滤掉，直流成分和一小部分交流成分通过负载电阻。因此负载电阻的电压和电流就 平稳多了，电容器的电容越大，负载电阻的电压和电流就越平稳。图 6乙的粗实线是经过电容滤波的波形。 这个波形可以用示波器观察到。电感线圈具有阻碍电流变化的作用，也可以做滤波元件，图7甲是带有电感滤波的全波整流电路。低频扼 流圈L和负载电阻R串联。由于串联电路有分压作用， 当低频扼流圈的电感比较大时，感抗也比较大，电压 的交流成分大部分降在低频扼流圈上。低频扼流圈的 电阻一般比负载电阻小，电压的直流成分大部分降在 负载电阻上。因此，负载电阻的电压和电流就平稳多 了，电感线圈的电感越大，负载电阻的电压和电流就越平稳。 把电容滤波和电感滤波组合起来，可以组成滤波效果更好的图8图7的粗实线是经过电感滤波的波形。兀型滤波，图8是带有兀型滤波的桥式整流电路。如果负载需要的电流不大，电感线圈也可以用电阻来替代。13.三相交流电：三个构造完全相同的线圈共轴放置，互成120。角固定，并让它们在垂直于转轴的匀强磁场中作匀角速转动。这三个线圈上就产生了三个电动势。这三个电动势的最大值和频率相同，相位
