交流电结构与检测
4页1、交流电、变压器1交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电. 2.正弦交流电 -(1)函数式:e=E m sint (其中E m =NBS)(2)线圈平面与中性面重合时,磁通量最大,电动势为零,磁通量的变化率为零,线圈平面与中心面垂直时,磁通量为零,电动势最大,磁通量的变化率最大. (3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时,交变电流的变化规律为 i=I m cost. (4)图像:正弦交流电的电动势 e、电流 i、和电压 u,其变化规律可用函数图像描述。 3.表征交变电流的物理量 (1)瞬时值:交流电某一时刻的值,常用 e、u、i 表示. (2)最大值:E m =NBS,最大值 E m (U m ,I m )与线圈的形状,以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最大值. (3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值. 求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值计算,有效
2、值与最大值之间的关系E=Em/ 2 ,U=Um/ ,I=Im/ 2 只适用于正弦交流电,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算,切不可乱套公式.在正弦交流电中,各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值. (4)周期和频率 -周期 T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次. 频率 f:交流电在 1s 内完成周期性变化的次数.角频率:=2/T=2f. 4.电感、电容对交变电流的影响 (1)电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频.(2)电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频. 5.变压器 -(1)理想变压器:工作时无功率损失(即无铜损、铁损) ,因此,理想变压器原副线圈电阻均不计. (2)理想变压器的关系式: 电压关系:U 1/U2 =n1/n2 (变压比) ,即电压与匝数成正比. 功率关系:P 入 =P 出 ,即 I1U1 =I2U2+I3U3 + 电流关系:I 1/I2 =n2/n1 (变流比) ,即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比. (3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,
3、应当用较粗的导线绕制. 6.电能的输送 -(1)关键:减少输电线上电能的损失:P 耗 =I 2 R 线 (2)方法:减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.提高输电电压,减小输电电流.前一方法的作用十分有限,代价较高,一般采用后一种方法. (3)远距离输电过程:输电导线损耗的电功率:P 损 =(P/U) 2R 线 ,因此,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 1/n2。(4)解有关远距离输电问题时,公式 P 损 =U 线 I 线 或 P 损 =U 线 2 R 线 不常用,其原因是在一般情况下,U 线 不易求出,且易把 U 线 和 U 总 相混淆而造成错误. 1、一交流电流的图象如图所示,由图可知( )A该交流电流即时值表达式为 i10 sin628t A2B该交流电流的频率为 50 HzC该交流电流通过 10 电阻时,电阻消耗的电功率为 100WD用电流表测该电流其示数为 10 A2、下列关于交流电的几种说法正确的是( )A、电气设备上所标的电压电流值是最大值B、交流电压表和交流电流表测得的是瞬时值C、跟交流电有相同
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