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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=BL1V=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.
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)
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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入=P出
4、理想变压器规律
①电压规律:
U1=E1