交流電的基本知識(shí)及變壓器原理_第1頁(yè)
交流電的基本知識(shí)及變壓器原理_第2頁(yè)
交流電的基本知識(shí)及變壓器原理_第3頁(yè)
交流電的基本知識(shí)及變壓器原理_第4頁(yè)
交流電的基本知識(shí)及變壓器原理_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩1頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上§4.交變電流 電磁場(chǎng)和電磁波一、正弦交變電流目的要求復(fù)習(xí)交流電的基本知識(shí)及變壓器原理。知識(shí)要點(diǎn)1. 正弦交變電流的產(chǎn)生BO1O2當(dāng)閉合線圈由中性面位置(圖中O1O2位置)開(kāi)始在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間而變的函數(shù)是正弦函數(shù):e=Emsint,其中Em=nBS。這就是正弦交變電流。2.交變電流的有效值交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的:讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻,如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。只有正弦交變電流的有效值才一定是最大值的/2倍。通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓;交流電

2、表的讀數(shù);交流電器的額定電壓、額定電流;保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都指有效值。(電容器的耐壓值是交流的最大值。)3.正弦交變電流的最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值的區(qū)別。以電動(dòng)勢(shì)為例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬時(shí)值用e表示,平均值用表示。它們的關(guān)系為:E=Em/,e=Emsint。平均值不常用,必要時(shí)要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求:。特別要注意,有效值和平均值是不同的兩個(gè)物理量,千萬(wàn)不可混淆。生活中用的市電電壓為220V,其最大值為220V=311V(有時(shí)寫(xiě)為310V),頻率為50HZ,所以其電壓即時(shí)值的表達(dá)式為u=311sin3

3、14tV。4.理想變壓器理想變壓器的兩個(gè)基本公式是: ,即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈,都有電壓和匝數(shù)成正比。P入=P出,即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作,變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。 需要特別引起注意的是: 只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí),才有: 變壓器的輸入功率由輸出功率決定,往往用到:,即在輸入電壓確定以后,輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比,與原線圈匝數(shù)的平方成反比,與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負(fù)載電阻的阻值,而不是“負(fù)載”?!柏?fù)載”表示副線圈所接的用電器的實(shí)際功率。實(shí)際上,R越大,負(fù)載越??;R越小,負(fù)載越大。這一點(diǎn)在審題時(shí)要特別注意。n1 n1/ n2 n2

4、/ RD1 r D2I1 I1/ I r I2 I2/5.遠(yuǎn)距離輸電 一定要畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來(lái),包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/ n2、n2/,相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是:P1=P1/,P2=P2/,P1/=Pr=P2。電壓之間的關(guān)系是:。電流之間的關(guān)系是:。可見(jiàn)其中電流之間的關(guān)系最簡(jiǎn)單,中只要知道一個(gè),另兩個(gè)總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類(lèi)問(wèn)題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)

5、都必須用,而不能用。 特別重要的是要會(huì)分析輸電線上的功率損失,由此得出的結(jié)論:減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積。兩者相比,當(dāng)然選擇前者。若輸電線功率損失已經(jīng)確定,那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積,從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥,還能少占用土地。例題分析例1:交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由BS的位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V,那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值為V。解:電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值,由此可知最大值為Um=U=20V。而轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)刻的瞬時(shí)值為u=Umcos30°=17.3V。i/A3o

6、t/s-60.2 0.3 0.5 0.6例2:通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I。解:該交流周期為T(mén)=0.3s,前t1=0.2s為恒定電流I1=3A,后t2=0.1s為恒定電流I2= -6A,因此這一個(gè)周期內(nèi)電流做的功可以求出來(lái),根據(jù)有效值的定義,設(shè)有效值為I,根據(jù)定義有:I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得:I=3A 例3:交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈,每匝線圈所圍面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,線圈內(nèi)電阻為r,外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90°到達(dá)虛線位置過(guò)程中,求:通過(guò)R的電荷量q為多少?R上產(chǎn)生電

7、熱QR為多少?外力做的功W為多少?解:按照電流的定義I=q/t,計(jì)算電荷量q應(yīng)該用電流的平均值:即,這里電流和電動(dòng)勢(shì)都必須要用平均值,不能用有效值、最大值或瞬時(shí)值。求電熱應(yīng)該用有效值,先求總電熱Q,再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。這里的電流必須要用有效值,不能用平均值、最大值或瞬時(shí)值。根據(jù)能量守恒,外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程,電流通過(guò)電阻,又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即放出電熱。因此W=Q 。一定要學(xué)會(huì)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析功和能。例4:左圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖,電熱毯接在交變電源上,通過(guò)裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示。此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)

8、為 Pu V12345ot/10-2su/V311 A.110V B.156V C.220V D.311V解:從u-t圖象看出,每個(gè)周期的前半周期是正弦圖形,其有效值為220V;后半周期電壓為零。根據(jù)有效值的定義, ,得U=156V,選B。n3 Rn2 L220Vn1例5:理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝,電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W,測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A,求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3。解:由于兩個(gè)次級(jí)線圈都在工作,所以不能用I1/n,而應(yīng)該用P1=P2+P3和Un。由Un可求得U2=3

9、6V,U3=1000V;由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。例6:在變電站里,經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流,所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中,能正確反應(yīng)其工作原理的是 AAAA零線火線火線零線零線火線零線火線 A. B. C. D.解:電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏?,因此原線圈的匝數(shù)少,副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測(cè)每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。選A。R例7:學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī),內(nèi)阻為r=1,升壓變壓器匝數(shù)比為14,降壓變壓器的匝數(shù)比為41,輸電線的總電阻為R=4,全校22個(gè)教室,每個(gè)教室用“220V,40W”的燈6盞,要求所有燈都正常發(fā)光,則:

10、發(fā)電機(jī)的輸出功率多大?發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大?輸電線上損耗的電功率多大?解:所有燈都正常工作的總功率為22×6×40=5280W,用電器總電流為A,輸電線上的電流A,降壓變壓器上:U2=4U2/=880V,輸電線上的電壓損失為:Ur=IRR=24V ,因此升壓變壓器的輸出電壓為U1/=UR+U2=904V,輸入電壓為U1=U1/4=226V,輸入電流為I1=4I1/=24A,所以發(fā)電機(jī)輸出功率為P出=U1I1=5424W 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E=U1+I1r=250V 輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144W例8:在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)坑口電站,輸送的電功率為P=500kW,當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí),測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求:這時(shí)的輸電效率和輸電線的總電阻r。若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電?解;由于輸送功率為P=500kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12000度,

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論