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交变电流的变化频率与单位电流及功率关系

更新时间:2024-04-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

交流电又称“交流电”,简称“交流电”。 一般指大小和方向随时间周期性变化的电压电流。 其最基本的形式是正弦电流。 以下是小编给大家带来的高中物理有关交流电的知识点汇总。 希望对您有所帮助。YEi物理好资源网(原物理ok网)

高中物理交流电知识点YEi物理好资源网(原物理ok网)

1、电压瞬时值e=Emsinωt,电流瞬时值i=Imsinωt; (ω=2πf)YEi物理好资源网(原物理ok网)

2、电动势峰值 Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路) Im=Em/YEi物理好资源网(原物理ok网)

3、正弦(co)正弦交流电有效值:E=Em/(2)1/2; U=Um/(2)1/2; I=Im/(2)1/2YEi物理好资源网(原物理ok网)

4、理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系YEi物理好资源网(原物理ok网)

U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 输入 = P 输出YEi物理好资源网(原物理ok网)

5、长距离输电时,采用高压传输电能,可以减少输电线路上电能的损耗:P损耗′=(P/U)2R; (P loss ′:输电线路上损失的功率,P:输电线路上损失的功率总功率,U:输电电压,R:输电线路电阻)【见卷2 P198】;YEi物理好资源网(原物理ok网)

6、式1、2、3、4中的物理量及单位: ω:角频率(rad/s); t:时间(秒); n:线圈匝数; B:磁感应强度(T);YEi物理好资源网(原物理ok网)

S:线圈面积(m2); U:(输出)电压(V); I:电流强度(A); P:功率(W)。YEi物理好资源网(原物理ok网)

笔记:YEi物理好资源网(原物理ok网)

(1)交流电的变化频率与发电机中线圈的旋转频率相同,即:ω电=ω线,f电=f线;YEi物理好资源网(原物理ok网)

(2)发电机中,线圈的磁通在中性面处最大,感应电动势为零,通过中性面的电流方向发生变化;YEi物理好资源网(原物理ok网)

(3) 有效值是根据电流的热效应定义的。 AC值如无特殊说明均指有效值;YEi物理好资源网(原物理ok网)

高中物理交流电YEi物理好资源网(原物理ok网)

(4) 当理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率。 当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即P out 决定P into;YEi物理好资源网(原物理ok网)

(5)其他相关内容:正弦交流电图像【见第2卷P190】/电阻、电感、电容对交流电的影响【见第2卷P193】。YEi物理好资源网(原物理ok网)

7、交流电的应用YEi物理好资源网(原物理ok网)

我们常见的灯具、电机等都使用交流电。 实际中,交流电用符号“~”表示。YEi物理好资源网(原物理ok网)

由此可见电流随时间的变化规律:正弦交流电有三个要素:最大值(峰值)、周期(频率或角频率)和相位(初始相位)。 交流电要讨论的基本问题是电路中电流和电压的关系以及功率(或能量)的分配。 由于交流电具有随时间变化的特性,因此它具有一系列与直流电路不同的特性。 交流电路中使用的元件不仅包括电阻器,还包括电容器和电感器。 当使用更多的组件时,现象和规则变得更加复杂。 但基本上遵循安培定律等基本定律。 是高中电的考点和难点。YEi物理好资源网(原物理ok网)

根据傅立叶级数原理,周期函数可以展开为由正弦函数和余弦函数组成的无穷级数。 任何非谐波交流电也可以分解为一系列简谐波正弦和余弦交流电。YEi物理好资源网(原物理ok网)

频率YEi物理好资源网(原物理ok网)

交流电的频率是指单位时间内其周期性变化的次数。 单位是赫兹(Hz),它是周期的倒数。 日常生活中交流电的频率一般为50Hz,而无线电技术中涉及的交流电的频率一般较大,达到千赫兹(KHz)甚至兆赫兹(MHz)的测量。YEi物理好资源网(原物理ok网)

频率有效值YEi物理好资源网(原物理ok网)

正弦和余弦交流电的峰值对应于幅值高中物理交流电,有效值相当于同时产生相当大的焦耳热的直流电的幅值。 正弦、余弦交流电的峰值与有效值的关系为:YEi物理好资源网(原物理ok网)

例如,城市生活用电220V代表有效值,而其峰值约为311V。YEi物理好资源网(原物理ok网)

电力传输YEi物理好资源网(原物理ok网)

交流电被广泛用于电力传输,因为在现有技术条件下交流电传输比直流电传输更高效。 导线上传输电流所消耗的功率可以通过=(功率=电流的平方×电阻)来计算。 显然,要减少能量损失,就必须减少传输的电流或导线的电阻。 由于成本和技术的限制,所使用的传输线(如铜线)的电阻很难降低,因此降低传输电流是唯一有效的方法。 根据P=IU(功率=电流×电压,实际上有效功率=cosφ),提高电网电压可以减少导线中的电流,达到节能的目的。YEi物理好资源网(原物理ok网)

交流电易于升压和降压的特性适合高压电力传输。 使用简单的升压变压器可以将交流电升压至数千至数十万伏,从而将电线上的功率损耗降至最低。 在城市中,一般采用降压变压器将电压降到几万至几千伏,以保证安全。 进家前再次降压至市电电压(中国大陆及香港特别行政区为220V)或电器适用电压。 常用的交流电是三相交流电。 该电缆具有三根火线和一根公共地线。 三根火线上的正弦波各有120°的相位差。 对于普通用户来说,只使用一根或两根相线(一根需要一根中性线)。 直流变电技术取得长足进步,高压直流输电的浪费将会相对较小; 因此,未来有望取代交流电,解决交流电的安全性以及交直流转换的问题。YEi物理好资源网(原物理ok网)

零线 火线YEi物理好资源网(原物理ok网)

中性线始终与大地等电位,因此交流火线的一个完整周期为:若0秒时火线与中性线电位相同,则火线对地电压是 0; 0.005秒后,火线对地电压达到最大值(峰值),高于大地; 再过0.005秒,火线与地之间的电压降至0; 再过0.005秒高中物理交流电,火线与地之间的电压降至最低点,中性线对火线达到峰值; 再过0.005秒,又上升到与中性线相同的电位,火线对地电压为0。YEi物理好资源网(原物理ok网)

可见,虽然交流电随着周期改变电流方向,但中性线与地之间的电压始终相同,为0。接通电器后,中性线中有电流,电流变化规律与电压变化规律相同。YEi物理好资源网(原物理ok网)

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