物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第一章、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ
只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,如果電路不閉合只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。
這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。
2感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件Ⅱ
1、回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化,因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵,由磁通量的廣義公式中 ( 是B與S的夾角)看,磁通量的變化 可由面積的變化 引起;可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化 引起;可由B與S的夾角 的變化 引起;也可由B、S、 中的兩個(gè)量的變化,或三個(gè)量的同時(shí)變化引起。
2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,感應(yīng)電流,這是初中學(xué)過的,其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流的條件:導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢;穿過線圈的磁量發(fā)生變化時(shí),線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分,或者線圈是閉合的,就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)上講,上述兩種說法是一致的,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
3法拉第電磁感應(yīng)定律
1、電磁感應(yīng)規(guī)律:感應(yīng)電動(dòng)勢的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。
——當(dāng)長L的導(dǎo)線,以速度 ,在勻強(qiáng)磁場B中,垂直切割磁感線,其兩端間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為 。
如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為I,MN間電動(dòng)勢為 ,則MN受向左的安培力 ,要保持MN以 勻速向右運(yùn)動(dòng),所施外力 ,當(dāng)行進(jìn)位移為S時(shí),外力功 。 為所用時(shí)間。
而在 時(shí)間內(nèi),電流做功 ,據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系, ,則 。
∴ ,M點(diǎn)電勢高,N點(diǎn)電勢低。
此公式使用條件是 方向相互垂直,如不垂直,則向垂直方向作投影。電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟穿過這個(gè)電路的磁通變化率成正比——法拉第電磁感應(yīng)定律。
如上圖中分析所用電路圖,在 回路中面積變化 ,而回路跌磁通變化量 ,又知 。
如果回路是 匝串聯(lián),則 。
公式 。注意: 1)該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢。2) 只與穿過電路的磁通量的變化率 有關(guān), 而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二: 。要注意: 1)該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時(shí), 且導(dǎo)線與磁感線互相垂直(l^B )。2) 為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度(即l為導(dǎo)體實(shí)際長度在垂直于B方向上的投影)。公式三: 。注意: 1)該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。2) 與電流的變化率 成正比。
公式 中涉及到磁通量的變化量 的計(jì)算, 對 的計(jì)算, 一般遇到有兩種情況: 1)回路與磁場垂直的面積S不變, 磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化, 由 , 此時(shí) , 此式中的 叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率, 若 是恒定的, 即磁場變化是均勻的, 那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是恒定電動(dòng)勢。2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B 不變, 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化, 則 , 線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢就屬這種情況。
嚴(yán)格區(qū)別磁通量 , 磁通量的變化量 磁通量的變化率 , 磁通量 , 表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù), 磁通量的變化量 , 表示磁通量變化的多少, 磁通量的變化率 表示磁通量變化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v, 的區(qū)別, 另外I、 也有類似的區(qū)別。
公式 一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同, 對有些導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的情況, 如何求感應(yīng)電動(dòng)勢?如圖1所示, 一長為l的導(dǎo)體桿AC繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng), 轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 求AC產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢, 顯然, AC各部分切割磁感線的速度不相等, , 且AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度, 故 ——當(dāng)長為L的導(dǎo)線,以其一端為軸,在垂直勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi),以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其兩端感應(yīng)電動(dòng)勢為 。
如圖所示,AO導(dǎo)線長L,以O(shè)端為軸,以 角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周,所用時(shí)間 ,描過面積 ,(認(rèn)為面積變化由0增到 )則磁通變化 。
在AO間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 且用右手定則制定A端電勢高,O端電勢低。
——面積為S的紙圈,共 匝,在勻強(qiáng)磁場B中,以角速度 勻速轉(zhuǎn)坳,其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直,則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí),線圈兩端有最大有感應(yīng)電動(dòng)勢 。
如圖所示,設(shè)線框長為L,寬為d,以 轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí), 邊垂直磁場方向向紙外運(yùn)動(dòng),切割磁感線,速度為 (圓運(yùn)動(dòng)半徑為寬邊d的一半)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢
, 端電勢高于 端電勢。
邊垂直磁場方向切割磁感線向紙里運(yùn)動(dòng),同理產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)熱勢 。 端電勢高于 端電勢。
邊, 邊不切割,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢, . 兩端等電勢,則輸出端M.N電動(dòng)勢為 。 如果線圈 匝,則 ,M端電勢高,N端電勢低。
參照俯示圖,這位置由于線圈長邊是垂直切割磁感線,所以有感應(yīng)電動(dòng)勢最大值 ,如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個(gè)角度 ,則圓運(yùn)動(dòng)線速度 ,在垂直磁場方向的分量應(yīng)為 ,則此時(shí)線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值即作最大值 .即作最大值方向的投影, ( 是線圈平面與磁場方向的夾角)。
當(dāng)線圈平面垂直磁場方向時(shí),線速度方向與磁場方向平行,不切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢為零。
總結(jié):計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢公式:
( 是線圈平面與磁場方向的夾角)。
注意:公式中字母的含義,公式的適用條件及使用圖景。
區(qū)分感應(yīng)電量與感應(yīng)電流, 回路中發(fā)生磁通變化時(shí), 由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流, 在 內(nèi)遷移的電量(感應(yīng)電量)為
, 僅由回路電阻和磁通量的變化量決定, 與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無關(guān)。因此, 當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時(shí), 線圈里聚積的感應(yīng)電量相等, 但快插與慢插時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流不同, 外力做功也不同。
4、楞次定律:
1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出:感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
即磁通量變化 感應(yīng)電流 感應(yīng)電流磁場 磁通量變化。
2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時(shí),用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。
楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。
楞次定律是判斷感應(yīng)電動(dòng)勢方向的定律,但它是通過感應(yīng)電流方向來表述的。按照這個(gè)定律,感應(yīng)電流只能采取這樣一個(gè)方向,在這個(gè)方向下的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場一定是阻礙引起這個(gè)感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量的變化。我們把“引起感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡單表達(dá)為:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指:當(dāng)原磁通增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(或磁通)與原磁通方向相反,阻礙它的增加;當(dāng)原磁通減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁通方向相同,阻礙它的減少。從這里可以看出,正確理解感應(yīng)電流的磁場和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注意理解“阻礙”和“變化”這四個(gè)字,不能把“阻礙”理解為“阻止”,原磁通如果增加,感應(yīng)電流的磁場只能阻礙它的增加,而不能阻止它的增加,而原磁通還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的“磁場”阻礙“原磁通”,尤其不能把阻礙理解為感應(yīng)電流的磁場和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是:通過感應(yīng)電流的磁場方向和原磁通的方向的相同或相反,來達(dá)到“阻礙”原磁通的“變化”即減或增。楞次定律所反映提這樣一個(gè)物理過程:原磁通變化時(shí)( 原變),產(chǎn)生感應(yīng)電流(I感),這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題;感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間激發(fā)磁場( 感),這就是電流的磁效應(yīng)問題;而且I感的方向就決定了 感的方向(用安培右手螺旋定則判定); 感阻礙 原的變化——這正是楞次定律所解決的問題。這樣一個(gè)復(fù)雜的過程,可以用圖表理順如下:
楞次定律也可以理解為:感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙,閉合電路就會(huì)努力實(shí)現(xiàn)這種過程:
(1)阻礙原磁通的變化(原始表述);
(2)阻礙相對運(yùn)動(dòng),可理解為“來拒去留”,具體表現(xiàn)為:若產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其某些部分可以自由運(yùn)動(dòng),則它會(huì)以它的運(yùn)動(dòng)來阻礙穿過路的磁通的變化;若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動(dòng)回路發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),而回路的面積又不可變,則回路得以它的運(yùn)動(dòng)來阻礙磁體與回路的相對運(yùn)動(dòng),而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動(dòng);
(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢;
(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)。
利用上述規(guī)律分析問題可獨(dú)辟蹊徑,達(dá)到快速準(zhǔn)確的效果。如圖1所示,在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán),拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運(yùn)動(dòng)。若按常規(guī)方法,應(yīng)先由楞次定律 判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向,再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極,由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析:條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過程中,環(huán)內(nèi)磁通量增加,環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加,由磁通量減小的方向運(yùn)動(dòng)。因此環(huán)將向右擺動(dòng)。顯然,用第二種方法判斷更簡捷。
(5)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟:
①查明原磁場的方向及磁通量的變化情況;
②根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向;
③由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。
3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。
運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情況下,不如用右手定則判定的方便簡單。反過來,用楞次定律能判定的,并不是用右手定則都能判定出來。如圖2所示,閉合圖形導(dǎo)線中的磁場逐漸增強(qiáng),因?yàn)榭床坏角懈睿糜沂侄▌t就難以判定感應(yīng)電流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別,兩個(gè)定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為:“因電而動(dòng)”用左手,“因動(dòng)而電”用右手,因果關(guān)系不可混淆。
5、互感、 自感
互感:由于線圈A中電流的變化,它產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化,磁通量的變化在線圈B中激發(fā)了感應(yīng)電動(dòng)勢。這種現(xiàn)象叫互感。
自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做自感電動(dòng)勢。自感系數(shù)簡稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長, 單位長度上的匝數(shù)越多, 截面積越大, 它的自感系數(shù)就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。
1、自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種, 其中斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”的問題, 如圖2所示, 原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài), L與 并聯(lián), 其電流分別為 , 方向都是從左到右。在斷開S的瞬間, 燈A中原來的從左向右的電流 立即消失, 但是燈A與線圈L構(gòu)成一閉合回路, 由于L的自感作用, 其中的電流
不會(huì)立即消失, 而是在回路中逐斷減弱維持暫短的時(shí)間, 在這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過, 此時(shí)通過燈A的電流是從 開始減弱的, 如果原來 , 則在燈A熄滅之前要閃亮一下; 如果原來 , 則燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來 哪一個(gè)大, 要由L的直流電阻 和A的電阻 的大小來決定, 如果 , 如果 。
2、由于線圈(導(dǎo)體)本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢。
由上例分析可知:自感電動(dòng)勢總量阻礙線圈(導(dǎo)體)中原電流的變化。
3、自感電動(dòng)勢的大小跟電流變化率成正比。
L是線圈的自感系數(shù),是線圈自身性質(zhì),線圈越長,單位長度上的匝數(shù)越多,截面積越大,有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利(H)。
如是線圈的電流每秒鐘變化1A,在線圈可以產(chǎn)生1V 的自感電動(dòng)勢,則線圈的自感系數(shù)為1H。還有毫亨(mH),微亨( H)。
6、渦流及其應(yīng)用
1.變壓器在工作時(shí),除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢外,變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說,只要空間有變化的磁通量,其中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流
2.應(yīng)用:
(1)新型爐灶——電磁爐。
(2)金屬探測器:飛機(jī)場、火車站安全檢查、掃雷、探礦。
第二章、交變電流
1、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律:
(1)產(chǎn)生:強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交流電。
矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于勻強(qiáng)磁場的線圈的對稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生正弦(或余弦)交流電動(dòng)勢。當(dāng)外電路閉合時(shí)形成正弦(或余弦)交流電流。
(2)變化規(guī)律:
線圈平面位于中性面位置時(shí),穿過線圈的磁通量最大,但磁通量變化率為零。因此,感應(yīng)電動(dòng)勢為零
當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(shí)(即線圈平面與磁力線平行時(shí)),穿過線圈的磁通量雖然為零,但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此,感應(yīng)電動(dòng)勢值最大。
V(伏) n(N為匝數(shù))
2、表征交流電的物理量:
(1)瞬時(shí)值、最大值和有效值:
交流電在任一時(shí)刻的值叫瞬時(shí)值。
瞬時(shí)值中最大的值叫最大值又稱峰值。
交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的:讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻,如果二者熱效應(yīng)相等(即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量)則此等效的直流電壓,電流值叫做該交流電的電壓,電流有效值。
正弦(或余弦)交流電電動(dòng)勢的有效值和最大值的關(guān)系為:
交流電壓有效值:
交流電流有效值 :
注意:通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。
(2)周期、頻率和角頻率
交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫周期。以T表示,單位是秒。
交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。以f表示,單位是赫茲。
周期和頻率互為倒數(shù),即 。
我國市電頻率為50赫茲,周期為0.02秒。
角頻率 : 單位:弧度/秒
3、 交流電的圖象:
4、 正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式Ⅰ
u=Umsinωt
i=Imsinωt
5、 電感和電容對交變電流的影響Ⅰ
①電感對交變電流有阻礙作用,阻礙作用大小用感抗表示。
低頻扼流圈,線圈的自感系數(shù)L很大,作用是“通直流,阻交流”;
高頻扼流圈,線圈的自感系數(shù)L很小,作用是“通低頻,阻高頻”.
②電容對交變電流有阻礙作用,阻礙作用大小用容抗表示
耦合電容,容量較大,隔直流、通交流
高頻旁路電容,容量很小,隔直流、阻低頻、通高頻
6、 變壓器
(1)、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。
理想變壓器的效率為1,即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說(如圖5—6),原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正。 即
因?yàn)橛?,因而通過原、副線圈的電流強(qiáng)度與它們的匝數(shù)成反比。
注意:①.理想變壓器各物理量的決定因素
輸入電壓U1決定輸出電壓U2,輸出電流I2決定輸入電流I1,輸入功率隨輸出功率的變化而變化直到達(dá)到變壓器的最大功率(負(fù)載電阻減小,輸入功率增大;負(fù)載電阻增大,輸入功率減小)。
②.一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流的關(guān)系U1:U2:U3:…=n1:n2:n3:… I1n1=I2n2+I3n3+…
因?yàn)?,即 ,所以變壓器中高壓線圈電流小,繞制的導(dǎo)線較細(xì),低電壓的線圈電流大,繞制的導(dǎo)線較粗。
上述各公式中的I、U、P均指有效值,不能用瞬時(shí)值。
(2)電壓互感器和電流互感器
電壓互感器是將高電壓變?yōu)榈碗妷海势湓€圈并聯(lián)在待測高壓電路中;電流互感器是將大電流變?yōu)樾‰娏鳎势湓€圈串聯(lián)在待測的高電流電路中。
(3)、解決變壓器問題的常用方法
思路1 電壓思路。變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路2 功率思路。理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出,即P1=P2;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)P1=P2+P3+……
思路3 電流思路。由I=P/U知,對只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4 (變壓器動(dòng)態(tài)問題)制約思路。
(1)電壓制約:當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí),輸出電壓U2由輸入電壓決定,即U2=n2U1/n1,可簡述為“原制約副”.
(2)電流制約:當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定,且輸入電壓U1確定時(shí),原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定,即I1=n2I2/n1,可簡述為“副制約原”.
(3)負(fù)載制約:①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定,P2=P負(fù)1+P負(fù)2+…;②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定,I2=P2/U2;③總功率P總=P線+P2.
7、電能的輸送
由于送電的導(dǎo)線有電阻,遠(yuǎn)距離送電時(shí),線路上損失電能較多。在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的條件下,提高送電電壓,減小送電電流強(qiáng)度可以達(dá)到減少線路上電能損失的目的。
線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計(jì)算式如下:
注意:送電導(dǎo)線上損失的電功率,不能用 求,因?yàn)?不是全部降落在導(dǎo)線上。
第三章.傳感器的及其工作原理
1、傳感器的及其工作原理
有一些元件它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是:把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后,就可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制了。
光敏電阻在光照射下電阻變化的原因:有些物質(zhì),例如硫化鎘,是一種半導(dǎo)體材料,無光照時(shí),載流子極少,導(dǎo)電性能不好;隨著光照的增強(qiáng),載流子增多,導(dǎo)電性變好。光照越強(qiáng),光敏電阻阻值越小。
金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,且阻值隨溫度變化非常明顯。
金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量,金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好,測溫范圍大,但靈敏度較差。
2、傳感器的應(yīng)用
1.光敏電阻
2.熱敏電阻和金屬熱電阻
3.電容式位移傳感器
4.力傳感器————將力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的元件。
5.霍爾元件
霍爾元件是將電磁感應(yīng)這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量的元件。
外部磁場使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力,在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集,在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的另一種電荷,從而形成橫向電場;橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力,當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí),導(dǎo)體板左右兩例會(huì)形成穩(wěn)定的電壓,被稱為霍爾電勢差或霍爾電壓 .
3、傳感器應(yīng)用:
力傳感器的應(yīng)用——電子秤
聲傳感器的應(yīng)用——話筒
溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗、電飯鍋、測溫儀
光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器
傳感器的應(yīng)用實(shí)例:1.光控開關(guān)2.溫度報(bào)警器
——這里僅僅提供了一個(gè)藍(lán)本,根據(jù)教材自己進(jìn)行完善和總結(jié)