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1、第一节沟通电的产生和变更规律一、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变更的电流叫做交变电流，简称沟通。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于沟通，其中按正弦规律变更的沟通叫正弦沟通。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。二、正弦沟通的产生及变更规律。1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的沟通是随时间按正弦规律变更的。即正弦沟通。2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变更率为零，线圈中无感应电动势。3、规律： （1）、函数表达式
2、：从中性面起先计时，则e=NBSsint 。用M表示峰值M=NBS则e=Msint在纯电阻电路中,电流I=sint=Isint，电压u=Usint 。4、沟通发电机（1）发电机的基本组成：用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子其次节 表征交变电流的物理量1、表征交变电流大小物理量瞬时值：对应某一时刻的沟通的值 用小写字母x 表示，e i u峰值：即最大的瞬时值 用大写字母表示，Ummmm= nsBm=m/ R留意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感
3、线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为=NBS，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度四个量确定。与轴的详细位置，线圈的形态及线圈是否闭合都是无关的。有效值：、意义：描述沟通电做功或热效应的物理量、定义：跟沟通热效应相等的恒定电流的值叫做沟通的有效值。、正弦沟通的有效值与峰值之间的关系是= I= U=。留意：正弦沟通的有效值和峰值之间具有=，U=的关系，非正弦（或余弦）沟通无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I。、沟通用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；沟通电流
4、表和沟通电压表的读数是有效值。对于沟通电若没有特殊说明的均指有效值。、在求沟通电的功、功率或电热时必需用沟通电的有效值。、峰值、有效值、平均值在应用上的区分。 峰值是沟通变更中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在推断电容器是否会被击穿时，则需考虑沟通的峰值是否超过电容器的耐压值。 沟通的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的沟通来说，其有效值是肯定的。而平均值是由公式确定的，其值大小由某段时间磁通量的变更量来确定，在不同的时间段里是不相同的。如对正弦沟通，其正半周或负半周的平均电动势大小为，而一周期内的平均电动势却为零。在计算沟通通过电阻产生的热功率时，只能用
5、有效值，而不能用平均值。在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值。在实际应用中，沟通电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，沟通电流表和沟通电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特殊说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。、表征交变电流变更快慢的物理量、周期T：电流完成一次周期性变更所用的时间。单位：s.、频率f：一秒内完成周期性变更的次数。单位：Z.、角频率：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：rad/s.、角速度、频率、周期，的关系=2f=3、疑难辨析沟通电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变更率成正 比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈
6、磁通量也是按正弦（或余弦）规律变更的，若从中性面起先计时，t=0时，磁通量最大，应为余弦函数，此刻变更率为零（切线斜率为零），t=时，磁通量为零，此刻变更率最大（切线斜率最大），因此从中性面起先计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如图15-2（a）（b）所示分别是=cost和e=sint。第三节电感和电容对交对电流的作用1电感对沟通有阻碍作用。电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈 高频扼流圈构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小 线
7、圈绕在铁氧体上，匝数少作用：“通直流、阻沟通” 通过低频，阻高频2电容器能通沟通电容器有“通沟通，隔直流”的作用。电容器对沟通有阻碍作用。电容器对沟通阻碍作用的大小用容抗来表示。影响容抗大小的因素：C和f电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。第四节 变压器1变压器的构造 原线圈、 副线圈、 铁心2变压器的工作原理 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的相互感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。3志向变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。4志向变压器电压跟匝数的关系： U1/U2= n1/n2说明：对志向变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅
8、适用于原、副圈只有一个的状况，而且适用于多个副线圈的状况。即有=。这是因为志向变压器的磁通量全部集中在铁心内。因此穿过每匝线圈的磁通量的变更率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。在线圈内阻不计的状况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。5志向变压器电流跟匝数的关系I1/I2= n2/n1 （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的状况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可依据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+再依据U2=U1 U3=U
9、1 U4= U4可得出：n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+6留意事项（1）当变压器原副线圈匝数比()确定以后,其输出电压U2是由输入电压U1确定的(即U2=U1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入肯定负载,有了肯定的电流,即有了肯定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I1=I2），同时有了相等的输入功率，（P入=P出）所以说：变压器上的电压是由原线圈确定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来确定的。第五节电能的输送1.输电线上损失的电功率P=I2R=（P输入2/U输入2）R2远距离输电示意图I2I线I3U2U线
10、+U3P2P线+P3输电电压提高到原来的n倍输电线上损失的电功率降为原来的1/n2第十章 交变电流 传感器1如图10112所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内下述说法正确的是()A因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍，则通过电流表电流的有效值也增大一倍图10112图10113图10114图10115图101162如图10113所示，矩形线圈abcd，面积为S，匝数为
11、N，线圈电阻为R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，(P1以ab边为轴，P2以ad边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行起先计时，线圈转过90的过程中，绕P1及P2轴转动产生的沟通电的电流大小，电量及焦耳热分别为I1，q1，Q1及I2，q2，Q2，则下面推断正确的是()A.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdBq1q2NBS/2RCI1I2(NBS)/RDQ1Q2(NBS)2/2R3如图10114所示，在水平方向的匀强磁场中，有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动在线框由水平位置以角速匀速转过90的过程中，通过导线横截面的电荷量为
12、q，已知导线框的电阻为R，则下列说法中正确的是()A导线框转到如图所示的位置时电流的方向将发生变更B导线框转到如图所示的位置时电流的方向为badcC以图中位置作为计时起点，该导线框产生的沟通电瞬时值表达式为eqRsin tD题述过程中导线框上产生的焦耳热Q4如图10115所示，边长为L0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数为n10、总电阻为r2 ，外电路的电阻为R8 ，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B1 T，若线圈从图示位置起先，以角速度2 rad/s绕OO轴匀速转动，则以下推断中正确的是()A在t时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间
13、变更最快B闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e0.8 sin 2tC从t0时刻到t时刻，电阻R上产生的热量为Q3.2104 JD从t0时刻到t时刻，通过R的电荷量q0.02 C5在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的沟通电电压随时间变更的波形如图10116所示，线圈与一阻值R9 的电阻串联在一起，线圈的电阻为1 .则()A通过电阻R的电流瞬时值表达式为i10sin 200t(A)B电阻R两端的电压有效值为90 VC1 s内电阻R上产生的热量为450 JD图中t1102 s时，线圈位于中性面图10117图10118图10119图10120 6如图10117甲所示，一
14、矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时起先计时，线圈中产生的交变电流依据图乙所示的余弦规律变更，在t时刻()A线圈中的电流最大 B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零 D穿过线圈磁通量的变更率最大 7一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面起先计时，当tT时，感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电动势的有效值为()A2 V B2 V C. V D. V 8如图10118所示，边长为L的闭合正方形线框共有n匝，总电阻为R.在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中心轴OO匀速转动，线框中心轴OO与磁场方向垂直，线框转动的角速度为，从线框平面平行于磁感线的位置起先计时，则()线框中产生电动势的瞬时值表达式为nBL2cos tt0时，线框中感应电流值为nBL2/R线框中电流的有效值为nBL2cos t线框中电流的频率为ABCD9. 如图10119所示，单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴OO匀速转动，在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为m，线框中的最大感应电动
