全套更高更妙的物理竞赛ppt课件竞赛课件23：交流电路.ppt

* 交流有效值的定义：与一个交流在相同时间内通过电阻所产生的热量相等的直流的数值。 考虑一个周期时间内,由定义: i/A t/s 示例 交流通过电阻R的瞬时功率： P-t图线如示： 与 面积相同! P-t图与t轴所围”面积”表示半个周期产生的热 根据交流有效值的定义： t/s u/V 考虑四分之一周期,由定义: 电压超前电流 电流超前电压 消耗电能 存储磁场能 存储电场能 能量 矢量图 同相 电压电流变 化相位关系 欧姆定律形式 阻抗 纯电容电路 纯电感电路 纯电阻电路 规律 串联电路规律 设通过电感器的电流 电感器的两端电压 设电容器两端电压 电容器的充放电流 返回 设通过电路的电流为 串联电路的总电压为 I UR UC UL UX Um 示例 　　　　　 如图所示的电路已经达到稳定状态，两个无内阻电源电动势值分别为 ； ；两个电阻R1=R2=R，电感L= ，电容 ，试求通过电阻R1的电流i1(t)． 专题23-例1 解题方向:运用电流叠加原理,注意交流电路中的相位关系. 电流叠加得: R A1 A2 C 电容器两端电压 通过电阻的电流 I1 U IR 通过A2的电流 　　　　　 如图所示，阻值R＝200Ω的电阻和电容C＝5×10-6 F的电容器并联，通过此并联电路的交流的圆频率ω＝103 rad/s，交流安培表A1的读数I1＝1 A，其内阻很小．试求交流安培表A2的读数． R1 R3 R2 R4 M L1 L2 ε ε是恒定电源时，电感电阻为零，系统为一惠斯登电桥，没有电流流过电流计M的条件是 ε是作正弦变化的电源时，没有电流流过电流计M的条件是 　　　　　 如图所示的电路系统．已知R1、R２、R３、R4、L1和L2的值是这样选择的：不管ε是固定的，还是随时间作正弦变化的，都没有电流流过电流计M．假若R2＝90Ω，R3＝300Ω，R4＝60Ω，L2＝900 H，求R1和L1 ． 专题23-例2 ～ y 　　先来求金属圆环内的感应电动势．设电磁铁线圈中电流变化按 　　　　　　　 由法拉弟电磁感应定律，金属圆环中有互感感应电动势产生： 圆环上的感应电动势的变化比施感电流及其磁场的变化落后π／２的相位． 再来考虑圆环中的感应电流．这里必须考虑到金属环除了电阻R，还有感抗，L为圆 环电感．故圆环上感应电流通过一RL串联电路，总阻抗为　　　　　　　　　，且 感应电流相位落后于电动势 （ ），故通过圆环的感应电流 　　　　　 如图所示,有一金属圆环，它的轴竖直向上，今将它放置在电磁铁上方距离为y处，电磁铁线圈中电流 ，假定M为在此位置的圆环和电磁铁之间的互感系数，圆环的电阻为R．试求：⑴金属圆环内的感应电流；⑵说明当圆环由此下落时作用于圆环的电磁力的方向 ． 续解 当圆环由电磁铁上方y处下落时，作用于圆环的电磁力F是斥力（向上）还是引力（向下），要视i与i环的方向关系定夺——若两者处于方向一致状态，圆环将被电磁铁吸引向下，反之将因受斥而向上．作两电流的图象如图: 由图可知由于两电流有一相位差 ， 使在电流变化的每个周期内，两电流及其磁场的方向在 时间内同向而 时间内反向，即反向的时间占 多，故金属圆环受到的平均电磁力为斥力，方向向上． t i 读题 设无接触电阻时线圈中电流为I0 电流I0在线圈中引起的磁场为B0 有接触电阻时,线圈中电流变化产生自感电动势: R 由全电路欧姆定律: 　　　　　 如图所示为一短路的超导螺线管，由于接触不完善，超导螺线管里电流发生变化，这个电流产生的磁场磁感应强度每小时减小2％．试求接触电阻R，已知螺线管的自感系数L=1 H ． IRC A B C 电源电动势 A B IAB UL UC UR UAB UR UAB 干路电流为 　　　　　 如图所示的交流电路，电源电动势 ，且 ，试求电路中干路电流i（t） R 设充电时间t，电量为q，在充电的某元过程中，由基尔霍夫定律： I t O U S + + S S1 接通S，由于自感,回路电流有一滋长过程,设某元段时间内电流由Ii-Ii+1,由基尔霍夫