恒定電流和交變電流

恒定電流電流強度：I=q{I：電流強度(A),q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時間(s)}t歐姆定律：I=U{I:導(dǎo)體電流強度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Q)}電阻、電阻定律：R=pS{p:電阻率(。?m),L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}閉合電路歐姆定律：I=—或E=Ir+IR(純電阻電路)；rR{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V)外R:外電路電阻(Q),r:電源內(nèi)阻(Q)}(一)路端電壓‘隨外電阻R變化的討論(二)路端電壓隨電流變化的}|圖像u內(nèi)=ire=?①當R增大時,

反之，當R減小時,I減小，U增大*I增大，U減小;當外電路斷開時，I=0L^E電源電動勢在數(shù)值上等于電源開路時的電壓當外電路短路時，40,0=0,I蜃孚u圖線與縱坐標交點表示電路斷開情況，縱軸截距為電源電動勢E圖線與橫坐標交點表示外電路短路情況，橫軸截距為短路■電1\③圖線斜率絕對值低=標叫＞)表示電源的內(nèi)電ffli^AU/AL(三)閉合電路中變量分析(1)保持不變的量只有電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流、電壓、電功率等都隨外電阻的改變而改變⑵I、U的變化二1=嘉U內(nèi)=虹E=U,h+U內(nèi)Rf"11u內(nèi)'u外t局繇IT■體11局部(3)I隨R的變化關(guān)系：串反并同電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}焦耳定律:Q="Rt{Q:電熱(J),I:通過導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Q),t:通電時間(s)}7.純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路：電能一內(nèi)能F廠Qa=t/r電功=電熱：P片/=如2?氏=【戲R電功率=熱功率：P=P.=VI=.R=WR非純電阻電路：電能一內(nèi)能+其它形式的能a>wmiVUR電功；w=邙電功率：P=UI電熱：Q^I2Rt熱功率：P邸R電源總動率P總=IE；電源輸出功率P=IU；電源效率n=P/P總｛I：電路總電流(A),E:電源電動勢(v),u：路端電壓(v),n:電源效率｝出出總電路的串/并聯(lián)：串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)串聯(lián)并聯(lián)特電流[=Ii=IiI=h+Ii點電壓U=U1+U2U=Ui=U2重電阻R=Ri+Rj1/R=l/Ri+1/Rz要性電壓或電流分配^/^=02/^=IIiRi=IiRj=U質(zhì)功率分配Pi/Ri=P2/R2=I2PiRi=P2R2=U2歐姆表測電阻歐姆表1、歐姆表測電阻的測量原理:閉合電路歐姆定律，2.歐姆表盤刻度的原理①原理:+R月&與I是一一對應(yīng)歐姆表1、歐姆表測電阻的測量原理:閉合電路歐姆定律，2.歐姆表盤刻度的原理①原理:+R月&與I是一一對應(yīng)滿偏電流對應(yīng)Rx為Q電流為。對應(yīng)電阻為°°半偏電流對應(yīng)中值電阻中值電阻：電流表的指針指到刻度盤的中央時()所對應(yīng)的值叫中值電阻，歐姆表測量電阻的步驟:首先進行機械調(diào)零(檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺幺幺刀調(diào)整機械調(diào)零旋鈕使指針指零);將紅、黑表筆分別插入“+”、插孔；估測電阻的大小，選擇合適的歐姆檔進行歐姆調(diào)零;測電阻時，指針必須指在中值電阻附近(L及中：赫中),否則要重新選擇歐姆檔；用指

針折示的數(shù)值乘以倍率，其結(jié)果就是被測電阻的阻值。換檔后必須重新進行歐姆調(diào)零。多用電表使用完畢，表筆必須從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)旋至“OFF”或交流電壓最高檔。伏安法測電阻1、電壓表和電流表的接法電流表內(nèi)接法A)電路：電流表外接法A)電路了oILRx電流表內(nèi)接法A)電路：電流表外接法A)電路了oILRx誤差:R二真實值：'測量值：r*—5+5'II偏大選擇：當險＞R點時，相對誤差較小，奇用內(nèi)接法測量。Rx誤君真實值：&=?1X測量值：R疽I4+偏小選擇：當RX?RV時，相對誤差較小，可用外接法測量。2、滑動變阻器的兩種接法1)、限流式：一7優(yōu)點，電壓能從零開始不足=電路復(fù)雜，費電適用=需從0到始;Rx＞：注：(1)單位換算：1A=103mA=106.A；1kV=103V=106mV；1MQ=103k。=106。各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化，金屬電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度升高而減小。串聯(lián)時，總電阻大于任何一個分電阻；并聯(lián)時，總電阻小于任何一個分電阻；當外電路電阻等于電源電阻時，電源輸出功率最大，此時的輸出功率為E2/(4r)；

二、交變電流的產(chǎn)生中性面線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢為零（2）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次三、交變電流的變化規(guī)律以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應(yīng)電動勢（ab和cd邊切割磁感線）e=2NBLvsincote=NBcol}e=NBcol}sincotV=€0——7令NB=NBcoS貝l］有e=Emsincote為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）.（1）電動勢按正弦規(guī)律變化=smcot（2）電流按正弦規(guī)律變化i=Ijjfsmcot電流i=Imsin"〃通過R時：u=iR、（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化〃=Umsincot四、交流電的圖像I（二）-二^―tL、產(chǎn)生：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生正弦交流電。I2、中性面：跟磁場方向垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動勢。3、規(guī)律：瞬時值表達式：從中性面開始計時

最大值（峰值）：、、GnE=NBcoSe=Emsincot：l電動勢：Ie=EsincotE=NBcoSe=Emsincot■:'*<■mE=NBcdSm在純電阻電路中：電流：i='smcot電壓：u=U球smcot一、周期和頻率物理意義：表示交流電變化的快慢1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。2、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。3、角頻率：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度3、關(guān)系：/=69=———=271f1丁丁'一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。二、峰值和有效值有效值定義：E、U、I根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：說明：A、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；B、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值D、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。1、在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。2、求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值?！鳍倨骄担篍=N土'A/5.4變壓器一、變壓器的構(gòu)造1.小意圖鐵芯與線圈互相絕緣3.電路圖中符號。副2.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（絕緣硅鋼片疊合而成）（2）原線圈（初級線圈）:其匝數(shù)用山表示廠=刁次級線圈）:II&1|2二、變壓器的工作原理互感現(xiàn)象變壓器通過閉合鐵一、變壓器的構(gòu)造1.小意圖鐵芯與線圈互相絕緣3.電路圖中符號。副2.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（絕緣硅鋼片疊合而成）（2）原線圈（初級線圈）:其匝數(shù)用山表示廠=刁次級線圈）:II&1|2二、變壓器的工作原理互感現(xiàn)象變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（S，。）到磁場能（變化的磁場）再到電能（％、u的轉(zhuǎn)化Q—I一IP%_!_副線圈tzla原線圈能量直流電能敬去副這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器。這是物理學中又一種理想化模型。的電壓，以及各種電磁能量損失，無銅損、鐵損、磁損禹=0三、理想變壓器的變壓規(guī)律原、副線圈中磁通量的變化率AO)/At相等若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有三、理想變壓器的變壓規(guī)律原、副線圈中磁通量的變化率AO)/At相等若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有Ak理想變壓器的變流規(guī)律理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即：久二P入_一_2、理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比_￡壓器【2變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系L輸入功率P］由輸出功率P2決定；P〔=P2U［由電源決定；，-§&由山和匝數(shù)比決定；&=的/山叫七地：1上由禹和負載決定;l2-U2/R'由上和匝數(shù)比決定;12號奪頊「2￡壓器【2電源一弓一U2一匕一戶出一％一zf六、有多個副線圈的理想變壓器的問題一個原線圈多個副線圈的理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3,相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為II、I2和I3,根據(jù)變壓器的工作原理可得：根據(jù)P入=?出得頊+"=偵1=E+頃3電感和電容對交變電流的影響在直流電路中，影響電流和電壓關(guān)系的只有電阻，而在交流電路中影響電流和電壓關(guān)系的除了電阻，還有電感和電容.通過電感和電容對交變電流影響的分析討論，我們可以進一步認識到交流與直流的區(qū)別.一、交變電流能夠通過電容器十、實驗電路如圖所示，將雙刀雙擲開關(guān)S分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上，觀察燈泡的亮暗.S接直流電源時，燈泡不亮；S接交流電源時，燈泡發(fā)光實驗表明直流不能通過電容器，而交流能夠“通過”電容器.對電容器“隔直流、通交流”的理解電容器的兩極板間用絕緣介質(zhì)隔開，因此直流不能通過.電容器接上交流電源時，自由電荷并未通過極板間的絕緣介質(zhì)，只是在交變電壓的作用下，電容器交替地進行充、放電，電路中有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器.二、電容器對交變電流的阻礙作用電容器對交流有阻礙作用.容抗：電容對交變電流阻礙作用的大小叫做容抗，用XC表示.影響容抗的因素：電容器的電容和交變電流的頻率.電容越大，頻率越高，容抗越小.三、電感對交變電流的阻礙作用電感對交變電流有阻礙作用.感抗：電感對交變電流阻礙作用的大小叫做感抗，用XL表示.成因：由于交變電流是不斷變化的，所以在電感上產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢是阻礙電流變化的.影響感抗的因素：線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率，電感越大，頻率越高，感抗越大.實際應(yīng)用：低頻扼流圈——通直流、阻交流.高頻扼流圈——通低頻、阻高頻.

7.電能的輸送一、輸送電能的基本要求：①可靠：保證供電線路正常工作②保質(zhì)：保證供電質(zhì)量，電壓、頻率③經(jīng)濟：能耗少，電價低二、輸電導(dǎo)線上的功率損失~＞；—HTOC\o"1-5"\h\z減小損耗功率的方法：p=brLR擊①減小導(dǎo)線電阻Ri食是R=p-（It不可變）々廠器故選用電阻率戶比較小的材料I②減小輸電導(dǎo)線中的電流高壓輸電三、輸電線路上電壓損失成△U=U—U'==減小電壓損失方法：①減少R②減少電線上電流（增大電壓）隊坎*二號1.（2012?山東卷，18）圖4—9—1甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖.轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n、n,0為交流電壓表.當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體.以下判斷正確的是（）.轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換圖4—9—1A.電壓表的示數(shù)等于5V5B.電壓表的小數(shù)等于點VA.電壓表的示數(shù)等于5V5B.電壓表的小數(shù)等于點VnD.實現(xiàn)點火的條件是?。?0001n實現(xiàn)點火的條件是苻＞10001一（2013?山東卷，17）圖4—9—2是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，⑥為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位C.2.置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是（）.圖4-9-2i/A2〃(xlO-2s)電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50nrad/sC.0.01s時線圈平面與磁場方向平行D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左如圖4-9-3所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表（均為理想電表）的示數(shù)分別為220V和2.2A.以下判斷正確的是（）圖4-9-2i/A2〃(xlO-2s)A.變壓器輸入功率為484W用電器B.通過原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n:n=11：34：已知如圖，R=6。，R=3Q，'R=24