第一節(jié) 交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律

一、交變電流：

大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流,，簡(jiǎn)稱交流,。如圖所示（b）、（c）,、（e）所示電流都屬于交流,，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。如圖（b）所示,。而（a）,、(d)為直流其中（a）為恒定電流。

二,、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

1,、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的,。即正弦交流,。

2、中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈,，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面,。這一位置穿過線圈的磁通量最大，但切割邊都未切割磁感線,，或者說這時(shí)線圈的磁通量變化率為零,，線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

3,、規(guī)律：     

（1）函數(shù)表達(dá)式：從中性面開始計(jì)時(shí),，則e=NBSωsinωt ,。用ε_M表示峰值ε_M=NBSω，則e=ε_Msinωt在純電阻電路中,電流I=sinωt=Isinωt,，電壓u=Usinωt ,。

4、交流發(fā)電機(jī)

（1）發(fā)電機(jī)的基本組成：

①用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）

②用來產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極

（2）發(fā)電機(jī)的基本種類

①旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）

②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）

無論哪種發(fā)電機(jī),，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子,，不動(dòng)的部分叫定子

第二節(jié) 表征交變電流的物理量

1、表征交變電流大小物理量

（1）瞬時(shí)值：對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值,，用小寫字母x 表示,，e  i  u

（2）峰值：即最大的瞬時(shí)值，用大寫字母表示,，U_m Ｉ_m  ε_m            

ε_m= nsBω

Ｉ_m=ε_m/ R

注意：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為ε=NBSω，即僅由匝數(shù)N,，線圈面積S,，磁感強(qiáng)度B和角速度ω四個(gè)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)的物理量

②定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值。

③正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是

注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有的關(guān)系,，非正弦（或余弦）交流無此關(guān)系,，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流,，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的,，因而其有效值即等于其最大值。即I=I,。

④交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值,；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。對(duì)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(shí)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一瞬時(shí)值，對(duì)純電阻電路來說,，沒有什么應(yīng)用意義,。若對(duì)含電容電路，在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)，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(duì)于一個(gè)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(shí)間磁通量的變化量來決定,，在不同的時(shí)間段里是不相同的,。如對(duì)正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小為,，而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)卻為零,。在計(jì)算交流通過電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值,，而不能用平均值,。在計(jì)算通過導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值,，而不能用有效值,。

在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值,，交流電流表和交流電壓表指示的電流,、電壓也是有效值，解題中,，若題示不加特別說明,，提到的電流、電壓,、電動(dòng)勢(shì)時(shí),，都是指有效值。

2,、表征交變電流變化快慢的物理量

（1）周期T：電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間,。單位：s

（2）頻率f：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：Hz

（3）角頻率ω：就是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,。單位：rad/s

（4）角速度,、頻率、周期的關(guān)系：

3,、疑難辨析

交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值和穿過線圈面積的磁通量的變化率成正比,。當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的,，若從中性面開始計(jì)時(shí),，t=0時(shí)，磁通量最大，φ應(yīng)為余弦函數(shù),，此刻變化率為零（切線斜率為零）,，時(shí)，磁通量為零,，此刻變化率最大（切線斜率最大）,，因此從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù),，如圖所示分別是

第三節(jié) 電感和電容對(duì)交對(duì)電流的作用

1,、電感對(duì)交流有阻礙作用。電感對(duì)電流阻礙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)和交變電流的頻率有關(guān),，線圈的感系數(shù)越大，電流的頻率越大,。電感對(duì)交變電流的阻礙作用就越大,，感抗也就越大。

低頻扼流圈和高頻扼流圈:

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(duì)交流有阻礙作用。電容器對(duì)交流阻礙作用的大小用容抗來表示,。影響容抗大小的因素：C和f

電容器的電容越大,，電流頻率越大，容抗越小,。

第四節(jié) 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、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象,，叫做互感現(xiàn)象,，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。

3,、理想變壓器

磁通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,、理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系：U₁/U₂= n₁/n₂

說明：對(duì)理想變壓器各線圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系,，不僅適用于原、副圈只有一個(gè)的情況,，而且適用于多個(gè)副線圈的情況,。即有。這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐咳考性阼F心內(nèi),。因此穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的,，每匝線圈產(chǎn)生相同的電動(dòng)勢(shì),，因此每組線圈的電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比,。在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，每組線圈兩端的電壓即等于電動(dòng)勢(shì),，故每組電壓都與匝數(shù)成正比,。

5、理想變壓器電流跟匝數(shù)的關(guān)系 I₁/I₂= n₂/n₁（適用于只有一個(gè)副線圈的變壓器）

說明：原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個(gè)的情況,，一旦有多個(gè)副線圈時(shí),，反比關(guān)系即不適用了，可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出：U₁I₁= U₂I₂+ U₃I₃+U₄I₄+……再根據(jù)……可得出：n₁I₁=n₂I₂+ n₃I₃+ n₄I₄+……

6,、注意事項(xiàng)

第五節(jié) 電能的輸送

1,、輸電線上損失的電功率P=I₂R=（P_輸入²/U_輸入²）R

2、遠(yuǎn)距離輸電示意圖

I₂＝I_線＝I₃

U₂＝U_線+U₃

P₂＝P_線+P₃

輸電電壓提高到原來的n倍輸電線上損失的電功率降為原來的1/n²