交流电、电磁振荡和电磁波.doc

交流电、电磁振荡和电磁波复****课主讲原宝应县中学物理教研组长中学高级教师冼绍章? 交流电? 交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电流? 正弦交流电:随时间按正弦规律变化的电流? 正弦交流电的产生: 平面线圈在匀强磁场绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈中将产生正弦交流电? 正弦交流电的变化规律: ? 如果线圈从中性面开始转动,则其瞬时表达式为: e=Emsin ωt ;若线圈从平行于磁感应线的位置开始转动,则其瞬时表达式为 e=Emcos ωt。(表达式与转动轴的位置无关, 但转轴必须符合下列条件: ①轴与线圈平面平行②轴与磁感应线垂直) ? 线圈在转动过程中,每经过一次中性面,电流就改变一次方向, 线圈每转一周,电流改变方向二次? 线圈经过中性面时, 线圈中的磁通量最大, 但此时的磁通量变化率为零, 线圈中的感应电动势也为零。当线圈与中性面垂直时, 线圈中磁通量为零, 磁通量的变化率最大, 感应电动势也最大。线圈在任意位置上的磁通量变化率等于线圈在该位置处的瞬时电动势。? 线圈中感应电动势的最大值 Em=nBS ω? 描述交流电的几个重要物理量( 1) ? 最大值(峰值) :分别用 Em 、 Um 、 Im 表示。描述交流电的强弱程度。在考虑到电容器和晶体管接入交流电路的安全时,要用到交流电的最大值? 周期( T )和频率( f) 、角频率ω: ???? 周期:交流电完成一个周期性变化所需的时间频率:在 1 秒钟内交流电完成周期性变化的次数角频率:即产生交流电的平面线圈转动的角速度三者间的关系: T= 1/fω=2πf 让稳恒直流电和交流电通过相同的电阻, 在相同的时间内, 若产生相同的热量。则把稳恒直流电的相关量叫做交流电相关量的有效值有效值大小的计算: ??? 有效值:交流电的有效值分别用 E、U、I 来表示?? 对正弦交流电:有效值=最大值对非正弦交流电,须按有效值的定义计算(2)? 描述交流电的几个重要物理量? 关于有效值的几点说明: ? 今后凡是讲到交流电的的电流、电压、电动势不作特别说明的均指有效值? 交流电用电器铭牌上的额定电压和额定电流指的是有效值 1? 交流电流表和交流电压表的测量值是有效值? 在进行交流电的电功率和电功的计算时必须用交流电的有效值。但在计算瞬时电功率和瞬时电功时,要用瞬时值? 要区别交流电的最大值、有效值、平均值。(在进行交流电的电量计算时要用到平均值) 说明:交流电流的平均值:通过导线横截面积的电量和通电时间的比值? 交流电的图像? 正弦交流电的图像是正弦或余弦曲线? 要求会根据正弦交流电的图像求? 最大值(峰值) ? 周期或频率? 某一时刻交流电的瞬时值的大小和方向? 会画正弦交流电的图像? I-t 图像上的每一点的切线的斜率表示该时刻的瞬时电流的变化率(Δ I/Δt) ? 交流电处于最大值时,电流变化率最小? 交流电瞬时值等于零时, 电流变化率最大? 变压器(1) ? 构造:原付线圈、铁芯? 工作原理: 电磁感应原理( 所以变压器只能改变正弦交流电的电压而不能改变恒定电流的电压) :绕在变压器上每一匝线圈上产生的感应电动势是相等的? 理想变压器? 磁通量全部集中在铁芯中(即没有漏磁) ? 本身没有能量损耗(既没有铜耗又没有铁耗) ,即输入功率=输出功率? 理想变压器原付线圈的端电压与匝数的关系: U1 : U2