山东省冠县武训高级中学2013届高三物理一轮复习课件 交流电传感器 10.1 交变电流的产生和描述jh.ppt

* 10.1 交变电流的产生和描述 高三总复习 选修3-2 zxxkw 学科网 学.科.网 一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电 流． 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 2．中性面 (1)定义：与磁场方向垂直的平面 ①穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零． （2)特点 从导体棒切割磁感线角度看：此时线圈各边都不切割磁感线，感应电动势为零，所以感应电流等于零 2．中性面 ②线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次． (3)线圈平面处于跟中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁感线时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变． 即：交变电流的方向在中性面的两侧是相反的． ab中产生的感应电动势为 3．正弦式电流的产生和变化规律 N匝线圈:e=NBSωsinωt. cd、ab两边产生的感应电动势大小相等，方向一致，单匝线圈e=2eab=Bωlbclabsinωt=BSωsinωt.. (1)产生：闭合线圈由中性面位置开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变化的函数是正弦函数 (2)规律 转动轴不一定要在中间，可推广到其它形状. 学科网 例：如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，矩形线圈的匝数N=100匝，边长ab=0.2m，bc=0.5m，转动角速度ω=100πrad/s，转轴在正中间.试求： (1)从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式； (2)当转轴移动至ab边(其他条件不变)，再求电动势的瞬时表达式； (3)当线圈做成半径为r=　　　的圆形，再求电动势的瞬时表达式. (1)e=314cos100πtV; (2)与(1)相同;(3)与(1)相同. zxxkw 电流的变化规律是？ 电路上的电压的变化规律？ 当外电路存在时 a b c d B R′ V A t U t iR u m w w sin ImRsin = = = 二、描述交变电流的物理量 1、最大值（峰值）： Em 、Ｉm 、 Um 2．瞬时值：反映某一时刻交变电流的大小和方向． 从中性面开始 Im＝Em/(R＋r) Um＝EmR/(R＋r) 讨论电容器的击穿电压 二、描述交变电流的物理量 3．有效值：根据电流的热效应来规定的． 让交流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，I、U就叫做这个交流的有效值． 对正(余)弦交流电有: ④交流电表的读数 ①计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量等) ②电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 ③保险丝的熔断电流为有效值 二、描述交变电流的物理量 4．平均值: 计算通过电路截面的电荷量 zxxkw 4．周期和频率：描述交变电流变化快慢的物理量． (1)周期：交变电流完成一次周期性变化的时间 (2)频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数 (3)周期和频率的关系 三、电感在电路中的作用 通直流电源时，灯泡亮些； 通交流电源时，灯泡暗些 交变电流是不断变化的，在电感线圈上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流的变化的 1、现象 2、原因 表明电感对交变电流有阻碍作用 3．感抗XL 电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗.单位:Ω 欧姆 电感是“通直流、阻交流，通低频，阻高频”； 4、应用： （a）低频扼流圈：自感系数为几十亨，对低频交流电有较大阻碍作用，对直流的阻碍作用较小 （b）高频扼流圈：自感系数为几毫亨，对低频交流电阻碍作用较小，对高频交变电流阻碍作用很大 铁芯，匝数多 L大(几十亨) 通直流，阻交流 构造： 作用： 构造： 作用： 铁氧体芯，匝数少 L小(几毫亨) 通低频，阻高频 “滤波” 四、电容在电路中的作用 S接直流电源时，灯泡不亮 S接交流电源时，灯泡发光 2、结论： 1、现象 使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光。是因为电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。 + - ∽ 交变电流能够通过电容器 实例： 四、电容在电路中的作用 4．电容器对交流有阻碍作用，容抗XＣ：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗. 电容是