第十章交变电流

一、交变电流的产生和变化规律

1．交变电流：

2．中性面

(1)定义

(2)特点

①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化率为 ，感

应电动势为 ．②线圈转动一周， 经过中性面．线圈每经过 一次，电流的方向就改变一次．

(3).对中性面的理解

(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面．

(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产

生的感应电动势为零．

(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，

产生的感应电动势最大．

(4)线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，

所以电流的方向改变两次．

二、描述交变电流的物理量

1．峰值：

2．瞬时值

3．有效值

4．周期和频率

三、变压器原理

1．构造和原理

2．理想变压器的基本关系式

(1)如果变压器没有漏磁和能量损失，这样的变压器就是理想变压器．

(2)变压器只能改变交变电流的电流和电压，不能改变恒定电流的T\f

(1)对于电源，原线圈相当于用电器；对于用电器，副线圈相当于电源．

(2)对理想变压器应注意能量守恒定律的应用．

(1)电压关系

(2)电流关系 功率关系 频率关系 制约关系

二、电能的输送

1．根据P损＝I2R线，减少输电电能损失有两种方法．

2．远距离输电的功率损失

3．正弦式电流的产生和变化规律

(1)产生

(2)规律

①电动势(e)：e＝

②电压(u)：u＝

③电流(i)：i＝ 1.对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电

线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推

到“发电机”一步一步进行分析．

2．高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实

际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需考虑各种

因素，依照不同的情况选择合适的输电电压．

3．远距离高压输电的几个基本关系

(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3.

(2)电压、电流关系：

U2＝U线＋U3，I2＝I3＝I线．

(3)输电电流：I线＝

(4)输电线上损耗的功率：

P损＝I线U线＝I线2R线＝

当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的

 

第二篇：交变电流知识点

第二章 交变电流

第一节 交流与直流

1、直流：方向不随时间变化（DC）

2、交流：大小和方向随时间发生变化（AC）

二、交流电的产生

在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈边长为L1、L2逆时针绕轴线转动，

从线圈与磁场垂直时开始计时．当经过任意时刻t，线圈转过角度为ωt，

此时ab、cd边在切割磁感线，产生感应电动势．

ecd=BL1L2=BL1·L2ωsinωt=Bsωsinωt

同样，cd边切割磁感线产生感应电动势． Eab= Bsωsinωt

由于ab、cd两边切割磁感线的电动势是串联，所以当线圈平面

从中性研始计时，经任意时间t，线圈产生瞬时感应电动势

e=eab＋ecd=Bsωsinωt

讨论： ①当θ=ωt= 时，线圈产生的电动势最大Em=BSω

②当θ=0时，线圈产生电动势为零，该面叫中性面．

③感应电动势的表达式按正弦规律变化，即感应电动势大小和方向按正弦规律变化．

④当线圈为N匝时，e=NBSωsinωt=Emsinωt

⑤当线圈与外电路组成闭合回路时，则电流瞬时表达式

三、交流发电机1、发电机结构①用来产生感应电流线圈（电枢）②用来产生感场的磁极

2、种类 ①旋转电枢式发电机②旋转线圈式发电机 无论哪种：转动部分→转子 不动部分→定子

2. 描述交流电的物理量

一、周期和频率 1、周期（T）：完成一次周期性变化所需时间 单位：秒(s) T

2、频率（f）：单位时间（1s）完成周期性变化次数 单位：赫兹（Hz） f

二、峰值和有效值

1、峰值：能达到的最大值. Em Um Im

电容器的耐压值（110V）

2、有效值（E，U，I） 交流电和直流电通过通过同一电阻，如果在相同时间内产生热量相同，

把直流电的值叫交流电的有效值. 正弦交流电的有效值与最大值有以下关系：

有效值E=220V，则Em=220=311V

各种电表示数，使用交流电设备上标值均为有效值，计算交流电功、功率、热量用有效值.

4. 电感和电容对交流电的影响

一、电感对交流电的影响

实验：电感线圈

通直流、阻交流 6v→14v

原因：直流电，线圈对直流阻碍为其线电阻

交流电，电流时刻发生变化，线圈中产生自感电动势 感抗：电感对交流电的阻碍作用，f为交流电频率，L为电感的自感系数，“通低频，阻高频”

应用：①低频扼流圈，L很大，对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电阻碍作用更大

②高频扼流圈，L小，对低频交流电阻碍很小，对高频交流电阻碍大(空心的)

思考：交流电路中直导线绕成线圈，电流如何变？（I减少）

二、电容对交流电的阻碍作用

直流，灯不亮

交流，灯亮

隔直流，通交流，

容抗：电容器对交流电的阻碍作用 ，

这里f是交流电频率，C为电容器电容。

通高频，阻低频

6. 变压器

一、变压器原理

1、构造：闭合铁芯（有绝缘漆硅钢片）

2、工作原理：表示方法

互感：两线圈相互感应

能量：从原线圈传递到副线圈．

在原线圈两端加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，硅钢片极易被磁化，磁感线沿铁芯既通过原线圈也通过副线圈．在原、副线圈都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就有感应电流（交流），它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，是变压器工作基础．由于互感现象原、副线圈并不相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈．

3、理想变压器（没有能量损失） ①没有漏磁（磁感线全部集中到铁芯上，漏到铁芯外的可以忽略） ②没有发热损失（原、副线圈及铁芯上电流热效应不计） 没有能量损失，P

4、理想变压器规律

①电压规律：

U1=E1＋Ir1 U2=E2－Ir2

理想变压器：原、副线圈电阻很小，如果忽略不计U1=E1，U2=E2

n2＞n1，U2＞U1，升压变压器 n2＜n1，U2＜U1，降压变压器

②功率规律：理想变压器，没有能量损失，P入入=P出 =P出

③电流规律：单组I1U1=I2U2

变压器工作时，原、副线圈中电流跟匝数成反比，匝数很多的线圈流过电流小，用较细导线，反之，用粗导线．

多组：如果是多组副线圈和变压器

可见输入电流由输出电流决定，或者输入功率由输出功率决定．

注意：①输入电压决定输出电压， ，不论R变否，U2不变．

二、需要重点理解的几个问题

①变压器是利用互感现象设计的，只能改变交流电压，不能改变直流电压． ②输入、输出电压频率相等 ③当原、副线圈的匝数比确定时，变压器输出电压U2由输入电压U1决定，原线圈中的电流I1由副线圈中的电流I2决定． P入由P出决定． ④负载是指副线圈所接用电器的实际功率．

三、几种常用的用电器

①自耦变压器

铁芯上只有一个线圈，原、副线圈共用一个，调压变压器

②互感器 交流电压表和电流表不能直接测量高电压和大电流．用变压器把高电压变为低电压，大电流变为小电流，这种变压器也叫互感器．

电压互感器、降压变压器 电流互感器、开压变压器

7. 电能的输送

一、输送电能的基本要求：①可靠：保证供电线路正常工作 ②保质：保证供电质量，电压、频率

③经济：能耗少，电价低

二、输电导线上的功率损失

减小损耗功率的方法：P损＝I2R

①减小导线电阻R 故选用电阻率比较小的材料

②减小输电导线中的电流

高压输电

三、输电线路上电压损失

△U＝U－U′

减小电压损失方法：①减少R ②减少电线上电流（增大电压）

※ 电抗（感抗、容抗）同样可导致电压损失