主线圈电流.ppt

* 如圖為一個多頭輸出式變壓器，主線圈輸入110伏特交流電，輸出端繞有三組副線圈，輸出電壓分別為20伏特、40伏特、60伏特之交流電，若主線圈的匝數為220匝，問：20伏特、40伏特與60伏特副線圈之匝數分別為多少？ 同理，40V為80匝; 60V為120匝 * 若輸入的交流電為60 赫、120 伏特，則輸出的交流電為何？ (A) 100 赫、120 伏特 (B) 36 赫、120 伏特 (C) 60 赫、200 伏特 (D) 60 赫、72 伏特 (E) 60 赫、120 伏特。 因副線圈磁場的變化來自於主線圈磁場的變化，故兩者頻率相同。 * 在臺灣的夜市中，常見小販自備小型發電機，用以發電提供自己使用。設此種發電機輸出的電功率為550 瓦特，輸出電壓為440 伏特。今透過理想變壓器使其電壓降為110 伏特，以供小販使用規格為110 伏特的超亮燈泡。已知此變壓器的主線圈為800 匝，則 (1)變壓器副線圈的匝數為何？ * (2)流經變壓器主線圈與副線圈的電流各為多少？ (3)燈泡消耗的電功率為何？ 電力輸送 * 1.以高壓電輸送電力 發電廠通常地處偏僻，往往不是在深山中就是在濱海處，將電力從發電廠輸送至用戶處，需經極長的距離，為減少輸送途中的電能損失，在相同的輸出功率下，發電後須將電壓儘量提高，以便電流下降，輸送電力的電線所消耗的熱能就可減少。茲說明如下： * a發電廠輸出的電功率： a輸送時消耗的電功率 ： a因為發電廠輸出的電功率 P0 及導線電阻(R) 一定，故消耗的電功率 P 和輸出電壓平方成反比。 a用高電壓輸送。 * a錯！ 上兩式中的V 都是指導線兩端的電位差，並非發電廠的輸出電壓，故不能使用此式。 但在輸送過程中，發電廠輸出的電流即為導線上的電流，電線的總電阻也固定，故應使用P＝I 2R 來算。 想法：損失的電功率以 或P＝IV 來算時，因 電阻固定，故以高電壓輸送會損失較多電能。 ※常見錯誤觀念 a輸送時消耗的電功率： * 馬克士威電磁理論 * (1)電荷會產生電場(即庫侖定律)。 (2)磁場的變化會產生電場(即法拉第感應定律)。 (3)單獨的磁極並不存在。 (4)電流會產生磁場(即安培定律)，電場的變化也會產生磁場。 第五章電與磁的統一 第二節 電磁感應 * 法拉第的電磁感應實驗 * 1831 年，法拉第猜想既然電流可以產生磁場，磁場也應該會引發電流。 將一條絕緣導線繞在一個粗大的鐵環上，導線繞了很多圈，作為主線圈，又將另一條絕緣導線繞在環上，形成副線圈。 主線圈連接電池 副線圈連接電流計 * 法拉第發現在切斷或接通主線圈的電流時，連接副線圈的電流計會偏轉，也就是說副線圈上出現了電流，這個電流稱為應電流，這種現象稱為電磁感應 。 但是當主線圈上通有穩定電流時，副線圈的電流計並未有偏轉，也就是說副線圈上沒有產生應電流。法拉第發現關鍵在於磁場得要有變化，應電流才會出現。 主線圈連接電池 副線圈連接電流計 Ｑ：應電流是如何產生？ * Ｑ：電流是如何產生？ 已知 　金屬導體內有自由電子可以自由的移動，當導線連接上電池，電池提供的電壓會使導線內的自由電子流動形成電流。 * Ｑ：電壓是如何產生電流？ 電池提供的電壓會在導線內產生電場，而導線內的自由電子受此電場作用，因而流動形成電流。 一個電荷會在其周遭空間中產生電場，當另一個電荷進入此電場之內，即會受到電力的作用，就如同磁體在磁場中會受到磁力。 所以，我們可將兩電荷之間的庫侖力想成是兩電荷各自在對方所形成電場中所受的力。 * Ｑ：電場是如何推動自由電子？ 分析法拉第實驗 當主線圈通有電流時，主線圈內就產生一個磁場， 此磁場（磁力線）也穿過副線圈。 當切斷或接通主線圈的電流時(電流有變化) ? 此磁場產生變化 (通過副線圈的磁場強度(磁力線數目)產生變化) ? 副線圈產生應電場 ? 此應電場推動 副線圈的電荷 ? 副線圈產生應電流 (電流計會偏轉) * 磁場 電流 應電流 法拉第的發現： 磁場的變化會產生應電場， 副線圈內的自由電子受到應電場的驅動而產生應電流。 * Ｑ：如何判斷應電流的方向？ * 當線圈與磁鐵間有相對運動時，線圈上將出現應電流，應電流仍會產生磁場，此磁場將阻礙兩者之相對運動。 由於通過線圈的磁場發生變化，而引發的應電流，其方向會使應電流產生的磁場抗拒通過線圈磁場的改變。 * 冷次定律 主線圈電流的功能可用永久磁鐵來取代。 永久磁鐵在移動時，通過線圈（即原來副線圈）的磁力線數目有所改變，線圈上就會出現應電流。 冷次定律決定應電流的方向 不管原因為何，當線