一、交流電的形成和變化規(guī)律

1、交變電壓：

大小和方向都隨時間作周期性變化的電壓稱作交變電壓，簡稱交流。

如圖所示（b）、（c）、（e）所示電壓都屬于交流，其中按余弦規(guī)律變化的交流叫余弦交流。如圖（b）所示。而（a）、(d)為直流其中（a）為恒定電壓。

2、正弦交流的形成及變化規(guī)律

1.形成：當(dāng)線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中形成的交流是隨時間按余弦規(guī)律變化的。即余弦交流。

中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，坐落跟磁感線垂直的平面稱作中性面。

這一位置穿過線圈的磁路量最大，但切割邊都未切割磁感線，或則說這時線圈的磁路量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動勢。

3.規(guī)律：

（1）函數(shù)表達式：從中性面開始計時，則e=NBSωsinωt。

用εM表示峰值εM=NBSω，則e=εMsinωt在純內(nèi)阻電路中,電壓I=sinωt=Isinωt，電流u=Usinωt。

4.交流發(fā)電機

（1）發(fā)電機的基本組成：

①用來形成感應(yīng)電動勢的線圈（叫定子）

②用來形成磁場的磁體

（2）發(fā)電機的基本種類

①旋轉(zhuǎn)定子式發(fā)電機（定子動磁體不動）

②旋轉(zhuǎn)磁體式發(fā)電機（磁體動定子不動）

無論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部份叫定子，不動的部份叫轉(zhuǎn)子

二、表征交變電壓的化學(xué)量

1、表征交變電壓大小化學(xué)量

（1）瞬時值：對應(yīng)某一時刻的交流的值，用大寫字母x表示，eiu

（2）峰值：即最大的瞬時值，用小寫字母表示，UmＩmεm

εm=nsBω

Ｉm=εm/R

注意：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，所形成感應(yīng)電動勢的峰值為ε=NBSω，即僅由阻值N，線圈面積S，磁感硬度B和角速率ω四個量決定。

與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關(guān)的。

（3）有效值：

①意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的化學(xué)量

②定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電壓的值稱作交流的有效值。

③正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是

注意：余弦交流的有效值和峰值之間具有

的關(guān)系，非余弦（或正切）交流無此關(guān)系。

但可按有效值的定義進行推論，如對于正負半周最大值相等的方波電壓，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電壓是相同的，因此其有效值即等于其最大值。即I=I。

④交流用家電的額定電流和額定電壓指的是有效值；交流電壓表和交流電流表的讀數(shù)是有效值。

電流交變什么意思_交變電流_電流交變器

對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值。

⑤在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。

（4）峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別

峰值是交流變化中的某剎那時值，對純內(nèi)阻電路來說，沒有哪些應(yīng)用意義。

若對含電容電路，在判定電容器是否會被擊穿時，則需考慮交流的峰值是否超過電容器的耐壓值。

交流的有效值是按熱效應(yīng)來定義的，對于一個確定的交流來說，其有效值是一定的。

而平均值是由公式

確定的，其值大小由某段時間磁路量的變化量來決定，在不同的時間段里是不相同的。

如對余弦交流，其正半周或負半周的平均電動勢大小為

，而一周期內(nèi)的平均電動勢卻為零。

在估算交流通過內(nèi)阻形成的熱功率時，只能用有效值，而不能用平均值。在估算通過導(dǎo)體的電量時，只能用平均值，而不能用有效值。

在實際應(yīng)用中，交流家電標(biāo)牌上注明的額定電流或額定電壓都是指有效值，交流電壓表和交流電流表指示的電壓、電壓也是有效值。

解題中，若題示不加特別說明，提及的電壓、電壓、電動勢時，都是指有效值。

2、表征交變電壓變化快慢的數(shù)學(xué)量

（1）周期T：電壓完成一次周期性變化所用的時間。單位：s

（2）頻度f：1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：Hz

（3）角頻度ω：就是線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動的角速率。單位：rad/s

（4）角速率、頻率、周期的關(guān)系：

3、疑難辨析

交流電的電動勢瞬時值和穿過線圈面積的磁路量的變化率成反比。

當(dāng)線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁路量也是按余弦（或正切）規(guī)律變化的，若從中性面開始計時。

t=0時，鐵損量最大，φ應(yīng)為正弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線斜率為零）。

時，鐵損量為零交變電流，此刻變化率最大（切線斜率最大），因而從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時表達式是余弦函數(shù)，如圖所示分別是

三、電感和電容對交對電壓的作用

1、電感對交流有制約作用。電感對電壓制約作用的大小用感抗來表示。

感抗的大小與線圈的自感系數(shù)和交變電壓的頻度有關(guān)，線圈的感系數(shù)越大，電壓的頻度越大。

電感對交變電壓的制約作用就越大，感抗也就越大。

低頻扼流圈和高頻扼流圈:

低頻扼流圈

高頻扼流圈

構(gòu)造

線圈繞在鐵心上，阻值多，內(nèi)阻小

線圈繞在鐵氧體上，阻值少

作用

電流交變什么意思_電流交變器_交變電流

通直流、阻交流

通過低頻，阻高頻

2、電容器能通交流

電容器有“通交流，隔直流”的作用。電容器對交流有制約作用。電容器對交流制約作用的大小用容抗來表示。影響容抗大小的誘因：C和f

電容器的電容越大，電壓頻度越大，容抗越小。

四、變壓器

1、變壓器的構(gòu)造

原線圈、副線圈、鐵心

2、變壓器的工作原理

在原、副線圈上因為有交變電壓而發(fā)生的相互感應(yīng)現(xiàn)象，稱作互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。

3、理想變壓器

磁路量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率。

4、理想變壓器電流跟阻值的關(guān)系：U1/U2=n1/n2

說明：對理想變壓器各線圈上電流與阻值成反比的關(guān)系，除了適用于原、副圈只有一個的情況，并且適用于多個副線圈的情況。

即有

。這是由于理想變壓器的磁路量全部集中在鐵心內(nèi)。

因而穿過每匝線圈的磁路量的變化率是相同的，每匝線圈形成相同的電動勢，因而每組線圈的電動勢與阻值成反比。

在線圈電阻不計的情況下交變電流，每組線圈兩端的電流即等于電動勢，故每組電流都與阻值成反比。

5、理想變壓器電壓跟阻值的關(guān)系I1/I2=n2/n1（適用于只有一個副線圈的變壓器）

說明：原副線圈電壓和阻值成正比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個的情況，一旦有多個副線圈時，正比關(guān)系即不適用了，可依照輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)入：

U1I1=U2I2+U3I3+U4I4+……再依照

……可得出：

n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+……

6、注意事項

五、電能的輸送

1、輸電纜線上損失的電功率P=I2R=（P輸入2/U輸入2）R

2、遠距離輸電示意圖

I2＝I線＝I3

U2＝U線+U3

P2＝P線+P3

輸電電流提升到原先的n倍輸電纜線上損失的電功率降為原先的1/n2

End

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