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第二十二讲 交流电、电磁振荡、电磁波 一、知识网络或概要 交变电流、交变电流的图象，正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 2．理想变压器、远距离送电 3．传感器分类与应用 4．交变发电机的原理 5．纯电阻、纯电感、纯电容电路 6．整流和滤波 7．三相交流电及其连接 8。振荡电路及振荡频率。9。电磁场和电磁波。电磁波的波速，赫兹实验。 10．电磁波的发射和调制。11。电磁波的接收、调谐，检波。 二、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= IMsinwt 峰值的几种表达式：EM=NBSw=N 对正(余)弦式交流电有效值和峰值的关系:,在没有说明的前提下,所说的交流电动势、电压、电流都是指有效值. 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(3)=0;(4)e=0;(5)i=0;(6)它是交变电流改变方向的分界面 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、T、f、w以及瞬时表达式. 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,因此输入功率等于输出功率.(2)理想变压器原副线圈的端电压与匝数的关系为,此式对于一个或几个副线圈的变压器都适用,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,此式仅适用于只有一个副线圈供电时的变压器,若有几个副线圈同时输出电流则有: 远距离送电: (1)远距离送电时,输电线导线上的发热损失;(2)减少输电线上的电阻是减少电能损失的一种方法,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输电线上电能的损失,由于,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上电能损失. 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,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. 10、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 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 当t=0，且线圈平面与中性面的夹角为时，则电动势为 这就是正弦交流电动势的基本计算公式。 1. 的三个意义——在公式中不仅表示线圈平面与中性面的夹角，也表示线圈法线（n）与磁感应强度（B）的夹角，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 2.正弦交流电的三要素 若设，则正弦电动势还可以表示为 式中为正弦电动势的最大值，且 w为正弦交流电的角频率，且 而则为正弦交流电的初相，当t=0时， 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和 根据法拉第电磁感应定律，正弦交流电动势还可以表示为 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： 电动势最大值： 磁通变化率最大值： 因为，而，所以e和达到最大值的时刻相同，但与达到最大值的相位相差90。，即 当e、最大时： 当e、为0时： 这一结果，根据图线的斜率， ，从图线上一线急可看出（图14-1-5）。 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 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 （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R，且初相位为零，则 M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，该电路叫纯电阻电路，纯电阻交流电路有以下特点：（1）阻抗；（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 B、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）阻抗（容抗）；（2）电容元件上的电流的相位比其上电压的相位超前π/2；如果，那么，其中