高考物理一輪復(fù)習(xí)課件交變電流的產(chǎn)生及其描述

高考物理一輪復(fù)習(xí)課件交變電流的產(chǎn)生及其描述匯報(bào)人：XX20XX-01-21CONTENTS交變電流的基本概念與產(chǎn)生交變電流的描述方法電阻、電感和電容對(duì)交變電流的影響變壓器的工作原理及應(yīng)用交變電流的功率和能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：研究交變電流的產(chǎn)生及其描述交變電流的基本概念與產(chǎn)生01定義01大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流（AC）。周期性02交變電流的大小和方向都隨時(shí)間按一定規(guī)律作周期性的變化。有效值03讓交流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果交流的一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與恒定電流在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流的值是這一段時(shí)間內(nèi)交流的有效值。交變電流的定義及特點(diǎn)0102交變電流的產(chǎn)生原理中性面：線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次。線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流。正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Emsinωt，i=Imsinωt。其中Em和Im分別為電動(dòng)勢(shì)和電流的峰值，ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。正弦式交變電流的峰值與有效值的關(guān)系對(duì)于正弦式交變電流，最大值與有效值的關(guān)系是Em=√2E，Im=√2I。正弦式交變電流的產(chǎn)生過(guò)程交變電流的描述方法02

瞬時(shí)值、最大值和有效值瞬時(shí)值交變電流在某一時(shí)刻的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，用小寫(xiě)字母i或e表示，對(duì)應(yīng)于電動(dòng)勢(shì)或電流的瞬時(shí)值。最大值在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流所能達(dá)到的最大數(shù)值稱為最大值，用大寫(xiě)字母Im或Em表示。對(duì)于正弦交流電，最大值等于有效值的√2倍。有效值交變電流的有效值定義為與直流電產(chǎn)生相同熱效應(yīng)的數(shù)值，用大寫(xiě)字母I或E表示。對(duì)于正弦交流電，有效值等于最大值的1/√2倍。頻率單位時(shí)間內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為赫茲(Hz)。頻率與周期互為倒數(shù)關(guān)系，即f=1/T。周期交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間稱為周期，用T表示，單位為秒(s)。角頻率交變電流在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為角頻率，用ω表示，單位為弧度/秒(rad/s)。角頻率與頻率的關(guān)系為ω=2πf。周期、頻率和角頻率相位描述交變電流在某一時(shí)刻的狀態(tài)的物理量稱為相位，用θ表示，單位為度(°)或弧度(rad)。相位反映了交流電變化的進(jìn)程。相位差兩個(gè)同頻率交流電相位的差稱為相位差，用Δθ表示。相位差反映了兩個(gè)交流電在時(shí)間上的先后關(guān)系。當(dāng)兩個(gè)交流電的相位差為0時(shí)，稱它們?yōu)橥?；?dāng)相位差為180°時(shí)，稱它們?yōu)榉聪?。相位和相位差電阻、電感和電容?duì)交變電流的影響03在純電阻電路中，交變電流的大小與電壓成正比，與電阻成反比。交變電流的頻率與電壓的頻率相同，相位也相同。在純電阻電路中，交變電流的功率等于電壓與電流的乘積，功率因數(shù)等于1。純電阻電路中的交變電流電感對(duì)交變電流有阻礙作用，阻礙作用的大小與電感的感抗和交變電流的頻率有關(guān)。當(dāng)交變電流的頻率較低時(shí)，電感的感抗較小，阻礙作用不明顯；當(dāng)交變電流的頻率較高時(shí)，電感的感抗較大，阻礙作用顯著。電感對(duì)交變電流的阻礙作用表現(xiàn)為使電流滯后于電壓一個(gè)相位角，該相位角的大小與電感的感抗和交變電流的頻率有關(guān)。電感對(duì)交變電流的阻礙作用

電容對(duì)交變電流的阻礙作用電容對(duì)交變電流也有阻礙作用，阻礙作用的大小與電容的容抗和交變電流的頻率有關(guān)。當(dāng)交變電流的頻率較低時(shí)，電容的容抗較大，阻礙作用顯著；當(dāng)交變電流的頻率較高時(shí)，電容的容抗較小，阻礙作用不明顯。電容對(duì)交變電流的阻礙作用表現(xiàn)為使電壓滯后于電流一個(gè)相位角，該相位角的大小與電容的容抗和交變電流的頻率有關(guān)。變壓器的工作原理及應(yīng)用04包括鐵芯、原線圈、副線圈、絕緣層等部分。變壓器的基本構(gòu)造利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)原線圈中的交變電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而在副線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電壓的變換。工作原理變壓器的基本構(gòu)造和工作原理原、副線圈兩端的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比，即U1/U2=N1/N2。原、副線圈中的電流之比等于它們?cè)褦?shù)的反比，即I1/I2=N2/N1。理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即P1=P2。電壓關(guān)系電流關(guān)系功率關(guān)系變壓器的電壓、電流與匝數(shù)關(guān)系123變壓器的功率是指其傳輸電能的能力，通常以視在功率（VA）、有功功率（W）和無(wú)功功率（VAR）來(lái)表示。功率變壓器的效率是指其輸出功率與輸入功率之比，通常以百分比表示。高效率的變壓器能夠減少能源浪費(fèi)和降低運(yùn)行成本。效率采用優(yōu)質(zhì)鐵芯材料、降低鐵損和銅損、優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)、提高制造工藝等。提高變壓器效率的方法變壓器的功率和效率交變電流的功率和能量轉(zhuǎn)化05瞬時(shí)功率交變電流的瞬時(shí)功率是指電路在某一瞬間的功率，其大小與電流和電壓的瞬時(shí)值有關(guān)。計(jì)算公式為P=UI，其中U和I分別為電壓和電流的瞬時(shí)值。有功功率交變電流的有功功率是指電路在一個(gè)周期內(nèi)消耗的平均功率，也稱為真實(shí)功率。計(jì)算公式為P=UIcosφ，其中φ為電壓和電流之間的相位差。無(wú)功功率交變電流的無(wú)功功率是指電路在一個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)存和釋放的能量，也稱為虛功率。計(jì)算公式為Q=UIsinφ，其中φ為電壓和電流之間的相位差。交變電流的功率計(jì)算在交流電路中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能不斷地相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)電流通過(guò)電感線圈時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)電流通過(guò)電容時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái)。電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化在交流電路中，部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能散失掉。這主要是由于電路中的電阻引起的。電阻越大，電能轉(zhuǎn)化為熱能的效率就越高。電能與熱能的轉(zhuǎn)化交變電流的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)可以降低電路中的無(wú)功功率，減少電能的浪費(fèi)，提高電能的利用效率。同時(shí)，提高功率因數(shù)還可以減小電路中的視在功率，降低電路的成本和設(shè)備的容量。提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的方法主要有兩種：一是采用同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)的激磁調(diào)節(jié)方式，使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)得到提高；二是在電路中并聯(lián)電容器或采用其他無(wú)功補(bǔ)償措施，以補(bǔ)償電路中的感性無(wú)功功率。提高功率因數(shù)的意義和方法實(shí)驗(yàn)：研究交變電流的產(chǎn)生及其描述06實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄拷蛔冸娏鞯漠a(chǎn)生原理。學(xué)習(xí)使用示波器觀察和測(cè)量交變電流。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮碚莆战蛔冸娏鞯幕咎攸c(diǎn)和描述方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮韺?shí)驗(yàn)原理交變電流是由交流電源產(chǎn)生的，其大小和方向隨時(shí)間作周期性變化。示波器是一種能夠顯示電壓波形隨時(shí)間變化情況的電子儀器，可用于觀察和測(cè)量交變電流。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮韺?shí)驗(yàn)器材交流電源示波器實(shí)驗(yàn)器材和步驟電阻箱導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)器材和步驟將交流電源、電阻箱和示波器按照正確的方法連接起來(lái)。接通交流電源，調(diào)整電源電壓至適當(dāng)值。打開(kāi)示波器，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，使屏幕上顯示出清晰的交變電流波形。1.連接電路2.打開(kāi)電源3.調(diào)整示波器實(shí)驗(yàn)器材和步驟仔細(xì)觀察波形，記錄其周期、頻率、峰值等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)調(diào)整電阻箱的阻值，改變電路中的電流大小，重復(fù)步驟3和4。實(shí)驗(yàn)器材和步驟5.改變條件4.觀察和記錄數(shù)據(jù)處理根據(jù)示波器顯示的波形，測(cè)量并記錄交變電流的周期T和頻率f。利用公式I=V/R計(jì)算電路中的電流強(qiáng)度I，其中V為電源電壓，R為電阻箱阻值。數(shù)據(jù)處理與結(jié)