高三物理交流電知識點(diǎn)總結(jié)
交流電
知識要點(diǎn)：
1、交流電
2、基本要求：
(1)理解正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律①矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，從中性面開始旋轉(zhuǎn)，在已知B、L、情況下，會寫出正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式并畫出它的圖象。
�、诤瘮�(shù)表達(dá)式與圖象相互轉(zhuǎn)換。
(2)識記交流電的物理量，最大值、瞬時值、有效值;周期、頻率、角頻率;
(3)理解變壓器的工作原理及初級，次級線圈電壓，電流匝數(shù)的關(guān)系。理解遠(yuǎn)距離輸電的特點(diǎn)。
一、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律：
1、產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。
矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場的線圈的對稱軸作勻速轉(zhuǎn)動時，如圖51所示，產(chǎn)生正弦(或余弦)交流電動勢。當(dāng)外電路閉合時形成正弦(或余弦)交流電流。
圖51
2、變化規(guī)律：
(1)中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。
線圈平面位于中性面位置時，如圖52(A)所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應(yīng)電動勢為零。
圖52
當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(即線圈平面與磁力線平行時)如圖52(C)所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此，感應(yīng)電動勢值最大。(伏)(N為匝數(shù))
(2)感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式：若從中性面開始，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式：(伏)如圖52(B)所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式：(安)
若從線圈平面與磁力線平行開始計時，則感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式為：(伏)如圖52(D)所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式：(安)
3、交流電的圖象：圖象如圖53所示。圖象如圖54所示。
想一想：橫坐標(biāo)用t如何畫。
4、發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)的基本組成：線圈(電樞)、磁極
種類
旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生高電壓和較大電流。輸出功率可達(dá)幾十萬千瓦，所以大多數(shù)發(fā)電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。
二、表征交流電的物理量：
1、瞬時值、最大值和有效值：交流電在任一時刻的值叫瞬時值。
瞬時值中最大的值叫最大值又稱峰值。
交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應(yīng)相等(即在相同時間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量)則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的.電壓，電流有效值。
正弦(或余弦)交流電電動勢的有效值和最大值的關(guān)系為：
交流電壓有效值;交流電流有效值。
注意：通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。
2、周期、頻率和角頻率
交流電完成一次周期性變化所需的時間叫周期。以T表示，單位是秒。
交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。以f表示，單位是赫茲。
周期和頻率互為倒數(shù)，即。我國市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。
角頻率：單位：弧度/秒
三、變壓器：
1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。
理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說(如圖56)，原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正。
即
因?yàn)橛校蚨ㄟ^原、副線圈的電流強(qiáng)度與它們的匝數(shù)成反比。
即
注意：①對于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來說，原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正比的規(guī)律仍然成立，但各副線圈的電流則應(yīng)根據(jù)功率關(guān)系，去計算各線圈的電流強(qiáng)度，即。
�、诋�(dāng)副線圈不接負(fù)載(外電路斷開時)I2=0，，因此。
�、郛�(dāng)副線圈所接負(fù)載增多時，由于通常負(fù)載多是并聯(lián)使用，因此，總電阻減少，使增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。
④因?yàn)�，即，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導(dǎo)線較細(xì)，低電壓的線圈電流大，繞制的導(dǎo)線較粗。
⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。
2、遠(yuǎn)距離送電：
由于送電的導(dǎo)線有電阻，遠(yuǎn)距離送電時，線路上損失電能較多。
在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強(qiáng)度可以達(dá)到減少線路上電能損失的目的。
線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計算式如下：
注意：送電導(dǎo)線上損失的電功率，不能用求，因?yàn)椴皇侨拷德湓趯?dǎo)線上。
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