PPT《交变电流的产生、感抗与容抗》

交变电流的产生、感抗与容抗 编读互动 第50讲 编读互动 1.

高考对本讲的考查内容有交变电流与电路的综合、交变电流的图象、有效值与最大值等,主要题型是选择题,考题既有单元内综合题,也有实际应用综合题.因此,本讲复习要让学生理解交变电流的产生原理,掌握交变电流的变化规律,理解交变电流的最大值和有效值、周期和频率,掌握它们之间的关系;

理解电阻、电感、电容的区别,能定性地比较它们在交变电流中的作用效果.在复习交变电流的产生原理与变化规律时,要抓住两个位置(中性面位置、垂直于中性面位置);

会进行六个量(最大值、有效值、瞬时值、平均值、角速度、频率)的计算,能用表达式、图象表示交变电流的产生过程;

在交变电流频率变化时,要能区分电阻、电感、电容对交变电流的作用. 2.本讲例题分类安排思路:(1)正弦式交流电的产生过程;

(2)交流电的描述;

(3)感抗、容抗和阻抗.3.本讲建议安排2课时第一课时:正弦式电流的产生过程与图象,交变电流四值的求解方法.第二课时:感抗、容抗,非正弦式交变电流的分析. 考点整合

一、正弦式交变电流的产生1.产生原理: 原理(如图50-1所示,匀速旋转线圈时,ab、cd将切割磁感线产生周期性变化的交变电流).2.两个位置(1)中性面位置(通过的磁通量 、感应电动势为

0、电流方向发生改变的位置).(2)垂直中性面位置(切割磁感线最快、电流和感应电动势 的位置). 电磁感应 最大 最大 nBSω 电容器 位置 电荷量q 4.产生设备:旋转电枢式发电机、旋转磁极式发电机.5.图象描述:如图50-2所示,从图象可得最大值、周期和各时刻瞬时值,也能找出对应的线圈的位置. 有效 大小要点探究 ? 探究点一 正弦式交流电的产生过程 对于交流电问题必须首先清楚其产生过程,并理解交流电表达式中各参量物理含义及参量间的相互关系. 正弦交变电流产生过程图示 正弦交变电流产生过程说明 当闭合线圈由中性面位置(图中O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变化的函数是正弦函数:e=Emsin ωt,其中Em=nBSω.这就是正弦交变电流. 中性面的理解 (1)定义:当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面. (2)注意:①中性面在垂直于磁场位置;

②线圈通过中性面时,穿过线圈的磁通量最大;

③线圈平面通过中性面时,感应电动势为零;

④线圈平面每转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,转动一周则线圈两次通过中性面,故线圈中电流方向改变两次. 交流电表达式 如果线圈从垂直中性面的位置开始转动,电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化,交流电表达式为:①e=Emcosωt ;

②i=Imcosωt ;

③u=Umcosωt. BC ? 探究点二 交流电的描述 描述交流电的物理参量主要有周期、频率、最大值、有效值、瞬时值、平均值等,要理解其基本含义,清楚各参量间定量关系(详见下表). 例2 图50-4是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( )A.周期是0.01 sB.最大值是311 VC.有效值是220 VD.表达式为u=220sin100πt V BC C ? 探究点三 阻抗、感抗和容抗 电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用分别称为阻抗、感抗和容抗,要清楚三者的实质和区别(详见下表). 区别 电阻 电感器 电容器 对电流作用 阻直流,阻交流 通直流,阻交流通低频,阻高频 通交流、隔直流通高频,阻低频 决定因素 由导体本身(长短、粗细、材料)决定,与温度有关 由导体本身的自感系数和交流电的频率f决定 由电容的大小和交流电的频率f决定 电能的转化与做功 电流通过电阻做功,将电能转化为内能 电能和磁场能往复转化 电能与电场能往复转化 AD A 备用习题 C