物理交变电流知识点

第五章交变电流

一、交变电流的产生

1、原理：电磁感应

2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。

3、两个特殊位置的比较

①线圈平面与中性面重合时

（S ⊥B ），磁通量Φ最大，

t

??Φ

=0，e=0，i=0，感应电流的方向将发生改变。

②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ），Φ=0，

t

??Φ

最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。

4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的：

注：对中性面的理解

交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割

磁感线，电动势为零，故其表达式为

；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，

虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最

大，故其表达式为。

二、对交变电流图像的理解

交变电流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等，具体图像见上页，现只研究e-t图像

从图像上可得到信息：

1、线圈平面与中性面平行时为计时平面

2、电流最大值

3、周期T和频率f

4、不同时刻交流电的瞬时值

5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时

刻

6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角

，

n

E?Φ

=

__

确定。它表现为交流图象中波形与横轴（

周期的平均电动势大小为，而一个周期内的平均电动势却为零．而技术在正半个周期或周期内的平均值。同一交流电的平均值和有效值并不相同。

阻碍作用的大小，用容抗表示，

21

21n n U U =1

221n n I I =2211t t ??Φ=?

?Φ

三、变压器：

1、原理：原、副线圈中的互感现象，原、副线圈中的磁通量的变化率相等。

P 1=P 2 2、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。原、副线圈中交流电的频率一样：f 1=f 2高压线圈匝数多、电流小，导线较细；低压线圈匝数少、电流大，导线较粗。 3

、如右图：U 1：U 2：U 3=n 1：n 2：n 3 n 1 I 1=n 2 I 2+ n 3 I 3 P 1=P 2+P 3 四、电能输送的中途损失：

（1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3

（2）输电导线损失的电压：U 损=U 2-U 3=I 线R 线

（3）输电导线损耗的电功率：P 损=P 3-P 2=I 线U 损=I 线2R 线

=( )2R 线

由以上公式可知，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。

ΔU=Ir 线= r 线 =U 电源—U 用户 Δ

U ∝

ΔP=I 2 r 线= r 线 =P 电源—P 用户

ΔP ∝ 注：理想变压器的动态分析问题，大致有两种情况：

一类是负载电阻不变，原副线圈的电压，电流，输入和输出功率随

匝数比变化而变化的情况。

另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况。 不论哪种情况都要注意：

（1）根据题意弄清变量与不变量。

（2）要弄清“谁决定于谁”的制约关系，即理想变压器各物理量变化的决定因素。 动态分析问题的思路程序可表示为：

P U

1U

2)(U

P 2

1

U 2

2

U P U 1