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初中物理交流电知识点总结

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     初中物理交流电知识点总结(一)

  交流电

  知识要点:

  1、交流电

  2、基本要求:

  (1)理解正弦交流电的产生及变化规律①矩形线圈在匀强磁场中,从中性面开始旋转,在已知B、L、情况下,会写出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。

  ②函数表达式与图象相互转换。

  (2)识记交流电的物理量,最大值、瞬时值、有效值;周期、频率、角频率;

  (3)理解变压器的工作原理及初级,次级线圈电压,电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。

  一、交流电的产生及变化规律:

  1、产生:强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。

  矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图5—1所示,产生正弦(或余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。

  图5—1

  2、变化规律:

  (1)中性面:与磁力线垂直的平面叫中性面。

  线圈平面位于中性面位置时,如图5—2(A)所示,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零。因此,感应电动势为零。

  图5—2

  当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图5—2(C)所示,穿过线圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。因此,感应电动势值最大。(伏)(N为匝数)

  (2)感应电动势瞬时值表达式:若从中性面开始,感应电动势的瞬时值表达式:(伏)如图5—2(B)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)

  若从线圈平面与磁力线平行开始计时,则感应电动势瞬时值表达式为:(伏)如图5—2(D)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)

  3、交流电的图象:图象如图5—3所示。图象如图5—4所示。

  想一想:横坐标用t如何画。

  4、发电机:发电机的基本组成:线圈(电枢)、磁极

  种类

  旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。输出功率可达几十万千瓦,所以大多数发电机都是旋转磁极式的。

  二、表征交流电的物理量:

  1、瞬时值、最大值和有效值:交流电在任一时刻的值叫瞬时值。

  瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。

  交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻,如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压,电流值叫做该交流电的电压,电流有效值。

  正弦(或余弦)交流电电动势的有效值和最大值的关系为:

  交流电压有效值;交流电流有效值。

  注意:通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。

  2、周期、频率和角频率

  交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示,单位是秒。

  交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示,单位是赫兹。

  周期和频率互为倒数,即。我国市电频率为50赫兹,周期为0.02秒。

  角频率:单位:弧度/秒

  三、变压器:

  1、变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。

  理想变压器的效率为1,即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说(如图5—6),原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。

  即

  因为有,因而通过原、副线圈的电流强度与它们的匝数成反比。

  即

  注意:①对于副线圈有两组或两组以上的变压器来说,原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比的规律仍然成立,但各副线圈的电流则应根据功率关系,去计算各线圈的电流强度,即。

  ②当副线圈不接负载(外电路断开时)I2=0,,因此。

  ③当副线圈所接负载增多时,由于通常负载多是并联使用,因此,总电阻减少,使增大,输出功率增大,所以输入功率变大。

  ④因为,即,所以变压器中高压线圈电流小,绕制的导线较细,低电压的线圈电流大,绕制的导线较粗。

  ⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值,不能用瞬时值。

  2、远距离送电:

  由于送电的导线有电阻,远距离送电时,线路上损失电能较多。

  在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下,提高送电电压,减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。

  线路中电流强度I和损失电功率计算式如下:

  注意:送电导线上损失的电功率,不能用求,因为不是全部降落在导线上。

    初中物理交流电知识点总结(二)

  1. 交流电的产生

  (1)交流电:大小和方向均随时间作周期性变化的电流。

  方向随时间变化是交流电的最主要特征。

  (2)交流电的产生

  ①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时,线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电,这种交流电叫正弦式交流电。

  ②中性面:垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此位置线圈中的感应电动势为零,且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。线圈每转一周,两次经过中性面,感应电流的方向改变两次。

  (3)正弦式交流电的变化规律:

  若从中性面位置开始计时,那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。

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