(1)理解正弦交流电的产生及变化规律①矩形线圈在匀强磁场中,从中性面开始旋转,在已知B、L、情况下,会写出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。
矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图51所示,产生正弦(或余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。
线圈平面位于中性面位置时,如图52(A)所示,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零。因此,感应电动势为零。
当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线(C)所示,穿过线圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。因此,感应电动势值最大。(伏)(N为匝数)
(2)感应电动势瞬时值表达式:若从中性面开始,感应电动势的瞬时值表达式:(伏)如图52(B)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)
若从线圈平面与磁力线平行开始计时,则感应电动势瞬时值表达式为:(伏)如图52(D)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)
旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。输出功率可达几十万千瓦,所以大多数发电机都是旋转磁极式的。
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻,如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压,电流值叫做该交流电的电压,电流有效值。
注意:通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。
理想变压器的效率为1,即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说(如图56),原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。
注意:①对于副线圈有两组或两组以上的变压器来说,原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比的规律仍然成立,但各副线圈的电流则应根据功率关系,去计算各线圈的电流强度,即。
③当副线圈所接负载增多时,由于通常负载多是并联使用,因此,总电阻减少,使增大,输出功率增大,所以输入功率变大。
④因为,即,所以变压器中高压线圈电流小,绕制的导线较细,低电压的线圈电流大,绕制的导线较粗。
在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下,提高送电电压,减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。