恒定電流和交變電流

恒定電流電流強(qiáng)度：I=q{I：電流強(qiáng)度(A),q:在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時(shí)間(s)}t歐姆定律：I=U{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)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(zhǎng)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(dòng)勢(shì)(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(dāng)R增大時(shí),

反之，當(dāng)R減小時(shí),I減小，U增大*I增大，U減小;當(dāng)外電路斷開時(shí)，I=0L^E電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開路時(shí)的電壓當(dāng)外電路短路時(shí)，40,0=0,I蜃孚u圖線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)表示電路斷開情況，縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)E圖線與橫坐標(biāo)交點(diǎn)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(duì)值低=標(biāo)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(dòng)勢(shì)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(shí)間(s),P:電功率(W)}焦耳定律:Q="Rt{Q:電熱(J),I:通過(guò)導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Q),t:通電時(shí)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(dòng)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(dòng)勢(shì)(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(diǎn)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(cè)電阻歐姆表1、歐姆表測(cè)電阻的測(cè)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(duì)應(yīng)歐姆表1、歐姆表測(cè)電阻的測(cè)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(duì)應(yīng)滿偏電流對(duì)應(yīng)Rx為Q電流為。對(duì)應(yīng)電阻為°°半偏電流對(duì)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(shí)()所對(duì)應(yīng)的值叫中值電阻，歐姆表測(cè)量電阻的步驟:首先進(jìn)行機(jī)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(jī)械調(diào)零旋鈕使指針指零);將紅、黑表筆分別插入“+”、插孔；估測(cè)電阻的大小，選擇合適的歐姆檔進(jìn)行歐姆調(diào)零;測(cè)電阻時(shí)，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(cè)電阻的阻值。換檔后必須重新進(jìn)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(cè)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(shí)值：'測(cè)量值：r*—5+5'II偏大選擇：當(dāng)險(xiǎn)＞R點(diǎn)時(shí)，相對(duì)誤差較小，奇用內(nèi)接法測(cè)量。Rx誤君真實(shí)值：&=?1X測(cè)量值：R疽I4+偏小選擇：當(dāng)RX?RV時(shí)，相對(duì)誤差較小，可用外接法測(cè)量。2、滑動(dòng)變阻器的兩種接法1)、限流式：一7優(yōu)點(diǎn)，電壓能從零開始不足=電路復(fù)雜，費(fèi)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(shí)，總電阻大于任何一個(gè)分電阻；并聯(lián)時(shí)，總電阻小于任何一個(gè)分電阻；當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時(shí)，電源輸出功率最大，此時(shí)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(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零（2）線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)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(guò)中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（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(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）.（1）電動(dòng)勢(shì)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(guò)R時(shí)：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(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生正弦交流電。I2、中性面：跟磁場(chǎng)方向垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、規(guī)律：瞬時(shí)值表達(dá)式：從中性面開始計(jì)時(shí)

最大值（峰值）：、、GnE=NBcoSe=Emsincot：l電動(dòng)勢(shì)：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(shí)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(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3、關(guān)系：/=69=———=271f1丁丁'一個(gè)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(lái)規(guī)定，讓交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)直流的數(shù)值叫做這個(gè)交流的有效值。正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：說(shuō)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(duì)于交流電若沒有特殊說(shuō)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(shí)必須用交流電的有效值。2、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。——△①平均值：E=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(hào)。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(jí)線圈）:其匝數(shù)用山表示廠=刁次級(jí)線圈）:II&1|2二、變壓器的工作原理互感現(xiàn)象變壓器通過(guò)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(hào)。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(jí)線圈）:其匝數(shù)用山表示廠=刁次級(jí)線圈）:II&1|2二、變壓器的工作原理互感現(xiàn)象變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（S，。）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）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(xué)中又一種理想化模型。的電壓，以及各種電磁能量損失，無(wú)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(fù)載決定;l2-U2/R'由上和匝數(shù)比決定;12號(hào)奪頊「2￡壓器【2電源一弓一U2一匕一戶出一％一zf六、有多個(gè)副線圈的理想變壓器的問(wèn)題一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,兩個(gè)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(duì)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(guò)電感和電容對(duì)交變電流影響的分析討論，我們可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到交流與直流的區(qū)別.一、交變電流能夠通過(guò)電容器十、實(shí)驗(yàn)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(shí)，燈泡不亮；S接交流電源時(shí)，燈泡發(fā)光實(shí)驗(yàn)表明直流不能通過(guò)電容器，而交流能夠“通過(guò)”電容器.對(duì)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(guò).電容器接上交流電源時(shí)，自由電荷并未通過(guò)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(jìn)行充、放電，電路中有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)”了電容器.二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容器對(duì)交流有阻礙作用.容抗：電容對(duì)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(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電流有阻礙作用.感抗：電感對(duì)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(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(jì)：能耗少，電價(jià)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(duì)坎*二號(hào)1.（2012?山東卷，18）圖4—9—1甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)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(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w.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(diǎn)VA.電壓表的示數(shù)等于5V5B.電壓表的小數(shù)等于點(diǎn)VnD.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是?。?0001n實(shí)現(xiàn)點(diǎn)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(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，⑥為交流電流表.線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位C.2.置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)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(dòng)的角速度為50nrad/sC.0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D.0.02s時(shí)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(guò)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(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過(guò)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