3、规律小结
(1)熟记两个基本公式:① ,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
②P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等.
(3)原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样
(4)公式,中,原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,
当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值.
(5)需要特别引起注意的是:
①只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:
②变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:,即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。式中的R表示负载电阻的阻值,而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。实际上,R越大,负载越小;R越小,负载越大。这一点在审题时要特别注意。
(6)当副线圈中有二个以上线圈同时工作时,U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3,但电流不可=,此情况必须用原副线圈功率相等来求电流.
(7)变压器可以使输出电压升高或降低,但不可能使输出功率变大.假若是理想变压器.输出功率也不可能减少.
(8)通常说的增大输出端负载,可理解为负载电阻减小;同理加大负载电阻可理解为减小负载.
2.理想变压器的理想化条件及其规律.
在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:, 忽略原、副线圈内阻,有U1=E1 , U2=E2另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原,副线圈的磁感线条数都相等,于是又有
由此便可得理想变压器的电压变化规律为
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2
于是又得理想变压器的电流变化规律为
由此可见:
(1)理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别.)
(2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式.
1.理想变压器的构造、作用、原理及特征
构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器.
作用:在输送电能的过程中改变电压.
原理:其工作原理是利用了电磁感应现象.
特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压.
2.电容器对交变电流的阻碍作用
直流电流是不能通过电容器的,但在电容器两端加上交变电压时,通过电容器的充放电,即可实现电流“通过”电容器。这样,电容器对交变电流的阻碍作用就不是无限大了,而是有一定的大小,用容抗(XC)来表示电容器阻碍电流作用的大小,容抗的大小与交变电流的频率和电容器的电容有关,关系式为:.
此式表明电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容对电流的阻碍作用越小,容抗也就越小。
由于电容大的电容器对频率高的交流电流有很好的通过作用,因而可以做成高频旁路电容器,通高频、阻低频;利用电容器对直流的阻止作用,可以做成隔直电容器,通交流、阻直流。
电容的作用不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、元件及机壳间,当交流电频率很高时,电容的影响就会很大.通常一些电器设备和电子仪器的外壳会给人以电击的感觉,甚至能使测试笔氖管发光,就是这个原因.
变压器、电能输送
基础知识 一、变压器
电阻对交流电流和直流电流一样有阻碍作用,电流通过电阻时做功而产生热效应;电感对交流电流有阻碍作用,大小用感抗来表示,感抗的大小与电感线圈及交变电流的频率有关;电容对交流电流有阻碍作用,大小用容抗来表示,容抗的大小与电容及交变电流的频率有关。
1.电感对交变电流的阻碍作用
在交流电路中,电感线圈除本身的电阻对电流有阻碍作用以外,由于自感现象,对电流起着阻碍作用。如果线圈电阻很小,可忽略不计,那么此时电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗(XL)来表示。
由于交变电流大小和方向都在发生周期性变化,因而在通过电感线圈时,线圈上匀产生自感电动势,自感电动势总是阻碍交流电的变化。 又因为自感电动势的大小与自感系数(L)和电流的变化率有关,所以自感系数的大小和交变电流频率的高低决定了感抗的大小。关系式为: XL=2πf L
此式表明线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流的作用就越大,感抗也就越大。
自感系数很大的线圈有通直流、阻交流的作用,自感系数较小的线圈有通低频、阻高频的作用.
电感线圈又叫扼流圈,扼流圈有两种:一种是通直流、阻交流的低频扼流圈;另一种是通低频、阻高频的高频扼流圈。
3.由于穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势随时间变化的函数关系是互余的,因此利用这个关系也可以讨论穿过线圈的磁通量等问题.
2.在图像中可由纵轴读出交流电的最大值,由横轴读出交流电的周期或线圈转过的角度θ=ωt.
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面位置时开始计时的,表达式应为e = Emcosωt,图象中A、B、C时刻线圈的位置A、B为中性面,C为线圈平面平行于磁场方向。
3、 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
2、 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。
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