交变电流专题

物理专题系列 第 1 页 2008-1-6

交变电流专题

关键字：交变电流 峰值 有效值 变压器 高压输电

摘要：交变电流是高考中必考的内容之一，本专题从交流电的产生、表征的物理量、变压器和高压输电四个方面分析交变电流中的重要知识。

交变电流是高考中必考的内容之一，主要以选择题的形式呈现，分值为6分。此题的难度不是很大，但是需要对基础知识有清楚的认识。下面主要从交变电流的产生、描述和应用等方面进行分析。

1. 交变电流的产生

闭合线圈中的磁通量发生变化，就会在线圈中产生感应电流。

当处于匀强磁场中的闭合线圈绕中间轴转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电动势。（如右图所示）

大小和方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流；我们主要分析正弦式交流电。

当闭合线圈由中性面位置（图中O₁O₂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：e=E_msinωt，其中E_m=nBSω。这就是正弦交变电流。

通过转动轴而跟磁感线垂直的平面叫中性面。

线圈通过中性面时刻的特点是：磁通量ф的瞬时值最大是BS，感应电动势的瞬时值e为零，感应电流的瞬时值i为零。

实际上，穿过线圈的磁通量φ随时间t变化的规律是，其中Φ_m=BS，按法拉第电磁感应定律，，可得u=-Φ_mωsinωt= -BSωsinωt，若电枢为n匝线圈，则u=- nBSωsinωt。φ(t)和u(t)必然互为余函数。因此Φ_m时u=0，φ=0时U_m。反之亦然。（记住瞬时值的表达式中个符号的意义即可。）

2. 正弦式交变电流的四个值

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