高中物理交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
交流電也稱“交變電流”，簡(jiǎn)稱“交流”。一般指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)，希望對(duì)你有幫助。
高中物理交變電流知識(shí)點(diǎn)
1.電壓瞬時(shí)值e=Emsinωt 電流瞬時(shí)值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動(dòng)勢(shì)峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見(jiàn)第二冊(cè)P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s);t:時(shí)間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);
S:線圈的面積(m2);U:(輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線;
(2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,過(guò)中性面電流方向就改變;
(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒(méi)有特別說(shuō)明的交流數(shù)值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時(shí),輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時(shí)輸入功率也增大，即P出決定P入;
(5)其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象〔見(jiàn)第二冊(cè)P190〕/電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用〔見(jiàn)第二冊(cè)P193〕。
7.交變電流的應(yīng)用
我們常見(jiàn)的電燈、電動(dòng)機(jī)等用的電都是交流電。在實(shí)用中，交流電用符號(hào)"~"表示。
電流隨時(shí)間的變化規(guī)律，由此看出：正弦交流電三個(gè)要素：最大值(峰值)、周期(頻率或角頻率)和相位(初相位)。交流電所要討論的基本問(wèn)題是電路中的電流、電壓關(guān)系以及功率(或能量)的分配問(wèn)題。由于交流電具有隨時(shí)間變化的 特點(diǎn)，因此產(chǎn)生了一系列區(qū)別于 直流電路的特性。在交流電路中使用的元件不僅有電阻，而且有電容元件和電感元件，使用的元件多了，現(xiàn)象和規(guī)律就復(fù)雜了。但基本遵循安培定律等基本法則。是高中電學(xué)的考點(diǎn)和難點(diǎn)。
根據(jù) 傅里葉級(jí)數(shù)的原理， 周期函數(shù)都可以展開(kāi)為以 正弦函數(shù)、 余弦函數(shù)組成的 無(wú)窮級(jí)數(shù)，任何非簡(jiǎn)諧的交流電也可以分解為一系列簡(jiǎn)諧正余弦交流電的合成。
頻率
交流電的頻率是指它單位時(shí)間內(nèi)周期性變化的次數(shù)，單位是 赫茲(Hz)，與周期成倒數(shù)關(guān)系。日常生活中的交流電的頻率一般為50Hz，而無(wú)線電技術(shù)中涉及的交流電頻率一般較大，達(dá)到千赫茲(KHz)甚至兆赫茲(MHz)的度量。
頻率有效值
正余弦交流電的峰值與 振幅相對(duì)應(yīng)，而有效值大小則由相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)焦耳熱的直流電的大小來(lái)等效。正余弦交流電峰值與有效值的關(guān)系為：
例如，城市生活用電220V表示的是有效值，而其峰值約為311V。
電力傳輸
交流電被廣泛運(yùn)用于電力的傳輸，因?yàn)樵谝酝募夹g(shù)條件下交流輸電比直流輸電更有效率。傳輸?shù)碾娏髟趯?dǎo)線上的耗散功率可用 = (功率=電流的平方×電阻)求得，顯然要降低 能量損耗需要降低傳輸?shù)碾娏骰螂娋€的電阻。由于成本和技術(shù)所限，很難 降低使用的輸電線路(如銅線)的電阻，所以降低傳輸?shù)碾娏魇俏ㄒ欢矣行У姆椒?。根?jù)P=IU(功率=電流×電壓，實(shí)際上有效功率 = cosφ)，提高電網(wǎng)的電壓即可降低導(dǎo)線中的電流，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。
而交流電升降壓容易的特點(diǎn)正好適合實(shí)現(xiàn)高壓輸電。使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的升壓變壓器即可將交流電升至幾千至幾十萬(wàn)伏特，從而使電線上的電力損失極少。在城市內(nèi)一般使用降壓變壓器將電壓降至幾萬(wàn)至幾千伏以保證安全，在進(jìn)戶之前再次降低至市電電壓(中國(guó)大陸及香港特別行政區(qū)220V)或者適用的電壓供用電器使用。 一般使用的交流電為 三相交流電，其電纜有三條火線和一條公共地線，三條火線上的 正弦波各有120°之 相位差。對(duì)于一般用戶只使用其中的一或兩條相線(一條時(shí)需要 零線)。直流變壓及輸電技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，而 高壓直流輸電的浪費(fèi)會(huì)比較小;因此未來(lái)有望取代交流電以解決交流電的安全性和交直流轉(zhuǎn)換問(wèn)題。
零線火線
零線始終和大地是等 電位的，因此交流電的火線的一個(gè)完整周期就是，如果在0秒時(shí)與零線電位相同，火線上對(duì)地電壓為0;過(guò)0.005秒后，火線上對(duì)地電壓達(dá)到最大(峰值)為高于大地;再過(guò)0.005秒，火線上對(duì)地電壓又降為0;再過(guò)0.005秒，火線對(duì)地 電壓降到最低點(diǎn)，零線對(duì)火線達(dá)到峰值;再過(guò)0.005秒，又重新上升到與零線電位相同，火線上對(duì)地電壓為0。
可以看出，交流電雖然隨周期改變電流方向，但零線對(duì)地電壓始終是相同的，為0。接用電器后零線有電流，電流變化規(guī)律與電壓相同。
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