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河南成人高考高起点物理--交变电流
河南成人高考信息网 www.hncrgk.com.cn    发布时间: 2018年05月16日
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交变电流 
1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.
2.正弦交流电 ----(1)函数式:e=E m sinωt (其中E m =NBSω)
2)线圈平面与中性面重合时,磁通量最大,电动势为零,磁通量的变化率为零,线圈平面与中心面垂直时,磁通量为零,电动势最大,磁通量的变化率最大.
3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时,交变电流的变化规律为i=I m cosωt..
4)图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u,其变化规律可用函数图像描述。
3.表征交变电流的物理量
1)瞬时值:交流电某一时刻的值,常用e、u、i表示.
2)最大值:E m =NBSω,最大值E m (U m ,I m )与线圈的形状,以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最大值.
3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值.
求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值计算,有效值与最大值之间的关系

E=Em/河南成人高考高起点物理--交变电流 U=Um/河南成人高考高起点物理--交变电流 I=Im/河南成人高考高起点物理--交变电流 只适用于正弦交流电,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算,切不可乱套公式.在正弦交流电中,各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值.
4)周期和频率 ----周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次.
频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf.
4.电感、电容对交变电流的影响
1)电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频.(2)电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频.
5.变压器 -(1)理想变压器:工作时无功率损失(即无铜损、铁损),因此,理想变压器原副线圈电阻均不计.
2)理想变压器的关系式:
电压关系:U1/U2 =n1/n2 (变压比),即电压与匝数成正比.
功率关系:P  =P  ,即I1U1 =I2U2+I3U3 +…
电流关系:I1/I2 =n2/n1 (变流比),即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比.
3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗的导线绕制.
6.电能的输送 -----(1)关键:减少输电线上电能的损失:P  =I 2 R 线
2)方法:减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.提高输电电压,减小输电电流.前一方法的作用十分有限,代价较高,一般采用后一种方法.
3)远距离输电过程:输电导线损耗的电功率:P  =(P/U)2R 线 ,因此,当输送的电能一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2

4)解有关远距离输电问题时,公式P  =U 线 I 线 P  =U 线2 R 线 不常用,其原因是在一般情况下,U 线 不易求出,且易把U 线 和U 总 相混淆而造成错误. 


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