交流电路及LC振荡电路
17页1、知识结构】瞬时值 e = emsinat 最大值 em= NBSa, 有效值e = -NBScu周期、频率、圆频率:II电容、电感对电流的影响定义:大小、方向均作周期性变化的电流振荡电路:能产生振荡电流的电路(如厶C振荡电路) 厶C振荡周期7*= j = 27rZZC交流电路及LC振荡电路【考纲要求】1. 熟练掌握正弦交流电产生及交流发电机的原理,能应用有效值、最大值、平均值、瞬 时值、周期,频率等物理量定量描述交流电的特征。能用正弦交流电的图像描述它的变化规 律。2. 掌握变压器的工作原理,并能应用变压对电压、电流、功率等作定量运算。3. 能够计算电能输送中有关输送电压、电流及电能损失数值。4. 掌握电磁振荡的产生过程及振荡周期公式。5. 了解麦克斯韦电磁理论及电磁场、电磁波的一般知识。电压比S: 2:3电流比Ii | = /2n功率关系P入=卩出频率关系fi=f2_ %电磁振动f电磁场f电磁波【热点导析】1. 描述交流电的物理量 描述交流电的物理量有电压(电流)的最大值、瞬时值、平均值、有效值、周期、频率 等,其中最难理解最重要的是交流电的有效值。一直流电与一交流电分别通过相同电阻
2、在相 同时间内两者产生相等的热量,则这个直流电的数值就叫做这个交流电的有效值。有效值与 I UNBSNBS R对应最大值的关系为 = m , 1=十,U= m,其中 =NBSW , I =,U=&22&2m R + r m R + r应注意,在交流电路中,凡是安培表和伏特表的示数、用电器的额定电压和额定电流、保险 丝的熔断电流均指交流电的有效值。与功能、功率有关的值也均用有效值来计算。非正弦交 流电的有效值的计算按“定义”求得。而在计算通过导体电量时只能用交流电的平均值。2. 变压器原理中的因果关系及有关注意点 理想变压器输入电压决定输出电压;变压器的输出功率决定输入功率,即有功率输出, 才可能有功率输入。发电机的端电压由发电机决定。理想变压器只能改变电流、电压,而无法改变功率和频率。 变压器高压线围匝数多而通过电流较小,故用较细的导线绕制;低压线圈匝数少而通过 电流较大,故用较粗的导线绕制。副线圈几组组合使用时要注意区分顺次绕向连接( U 出 出 =U+U )如图6-12-1 (A)所示,和双向绕组连接(U=U-U )如图6-12-1 (B)所示。有几2 3 出 2 3 组副线圈分别
3、对外供电时,电流与匝数不成反比,应按输入功率与输出功率相等计算电压和 电流,即 I U =I U +I U +1 1 2 2 3 3常用的“口”字形铁心变压器,穿过每匝线圈的磁通量和磁通量的变化率都相同“。日” 字形铁心变压器中,穿过原副线圈的磁通量及变化率不同,故不能用电压与匝数成正比解, 而应根据法拉弟电磁感应定律( =n学)用匝数与磁通量变化率的乘积比去解。At3. 远距离输电在远距离输电时,输电线上损失能量Q=l2R线t。在不能无限减小导线电阻的前提下,通线常减小输电电流(当输送功率P=IU 一定时,要减小电流I就要提高输电电压U)来减小线P(U - U )2U 2、路损失。输电线功率损失的计算式有P损=I2R线=(7;送)2R线=负一,而P损= 送为 损 线 U 线 R 损 R送线线错误解。4. LC 电磁振荡LC 电磁振荡是利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流,形成电场能和磁 场能的周期性转化。要正确理解电磁振荡过程中线圈中电流和线圈两端电压(即电容器两极板间电压)的变 化关系,欧姆定律在此不适用,因为阻碍线圈中电流变化的是线圈中产生的自感电动势而不 是电阻。I大
4、U反而小。LC振荡回路中以电容器上电量为代表的(含电容器电压、线圈中自 感电动势、电场和电场能等)和电感线圈中电流为代表的(含电容器电量变化率、磁场和磁 场能等)两类物理量具有完全相反的变化规律,即Q类物理量值较大(或增大),i类物理 量值较小(或减小),反之亦然。 !LC电磁振荡过程中,i、q、E、B、U等变化周期均为2n LC,而电场能、磁场能变化周期为n xLC。5. 麦克斯韦电磁场理论 必须理解:变化的电(磁)场产生磁(电)场,而后者产生的磁(电)场本身的值取决 于前者电(磁)场的变化率。光是一种电磁波,电磁场可在介质和真空中传播,在真空中传播速度为光速C,在介质 中传播速度为 c/n(n 为介质的折射率);电磁波由一种介质进入另一种介质时,频率不变, 波长和波速均要按比例发生变化(入真=口入介, c=nv介)。真介介【典型例析】例 1 如图 6-12-2 所示,一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是( )A.5 *2 AB.5AD.3.5AC.3.5 Q Ai/A图 6-12 -2 3 v1 2iiii0. 01;0.02; 0. 03;0. 04;0. 05
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