交流电电磁振荡电磁波复习教案.doc

课题： 交流电、电磁振荡电磁波 类型：复习课 交流电的产生及变化规律 一、交变电流的产生 1．交变电流的定义：2．正弦交变电流：正弦交变电流的图象是正弦函数曲线．产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生出正(余)弦交变电流．注意：只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流．1．当从图12—2即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： ωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；。是线框面与中性面的夹角 2．当从图12—1位置开始计时： 则：e=εmcosωt， i＝Imcosωt ωt是线框在时间t转过的角度；是线框与磁感应强度B的夹角；此时V、B间夹角为（π/2一ωt）． 3．对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω；对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路来说Im= 三．几个物理量 1．中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面．中性面的特点：但感应电动势为零．线圈转动一周，2次经过中性面． (1) ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s (2) 最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B在同一直线上． (3) 最大值对应图12－3中的t1、t2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值 交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同V,ω=100π,则e=220sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此． 4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值． (1) 有效值跟最大值的关系εm=U有效，Im=I有效 (2)伏特表与安培表读数为有效值． (3) 用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值． 5.平均值：交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值．其数值可以用计算 某段时间内的交变电流的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值．在内，．如何应用交变电流的四值在研究电容器的耐压值时只能用峰值． 在研究交变电流做功、电功率及产生热量时，只能用有效值． 在研究交变电流通过导体截面电量时，只能用平均值． 在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时，只能用瞬时值． 另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电流、额定电压，指的都是有效值．与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等都必须用有效值．要搞清正(余)弦交流电有效值与最大值的关系，另外对特殊交流电(如方波交流电)的有效值与最大值的关系能根据有效值的定义进行计算．在交流电路中欧姆定律同样适用．周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间． 频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数． 周期和频率的关系：或 角：．Em表示，有效值用E表示，即时值用e表示，平均值用表示。它们的关系为：E=Em/，e=Emsinωt。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：。切记。特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，有效值是对能的平均结果，平均值是对时间的平均值。在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的2/π倍，而一个周期内的平均感应电动势为零。 我们求交流电做功时，用有效值，求通过某一电阻电量时一定要用电流的平均值交流电，在不同时间内平均感应电动势，平均电流不同．考虑电容器的耐压值时则要用最大值。 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 ⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2倍。 ⑵通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都指有效值。 （3）生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。 交流电的图象、感抗与容抗 基础知识 一、.正弦交流电的图像 1.任何物理规律的表达都可以有表达式和图像两种方法，交流电的变化除用瞬时值表达式外，也可以用图像来进行表述.其主要结构是横轴为时间t或角度θ，纵轴为感应电动势E、交流电压U或交流电流I. 正弦交流电的电动势、电流、电压图像都是正弦(或余弦)曲线。交变电流的变化在图象上能很直观地表示出来，例如右图所示可以判断出产生这交变电流的线圈是垂直于中性