交流电

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交流电知识点总结

一、交流电的产生及变化规律：

（1）产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。

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5—1

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。

图5—1

（2）变化规律：

（1）中性面：与磁感线垂直的平面叫中性面。

线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（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。

图5—2

当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时，如图5—2（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。



m

NBlvNBS2·······（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：et

m

·sin（伏）如图5—2（B）

所示。

若从线圈平面与磁感线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：

et

m

·cos（伏）如图5—2（D）所示。

二、表征交流电的物理量：

（1）瞬时值、最大值、有效值和平均值：

交流电在任一时刻的值叫瞬时值。

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瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。

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。

正弦（或余弦）交流电电动势的有效值和最大值

m

的关系为：



m

m2

0707



.

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。

交流电的平均值的计算方法和公式：

（2）周期、频率和角频率

交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示，单位是秒。

交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示，单位是赫兹。

周期和频率互为倒数，即T

f



1

。

我国市电频率为50赫兹，周期为0.02秒。

角频率：





2

2

T

f单位：弧度/秒

交流电的图象：

et

m

·sin图象如图5—3所示。

et

m

·cos图象如图5—4所示。

三．电感和电容对交变电流的影响

①电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。“通直流，阻交流，通低频，

阻高频”

②电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用容抗表示“隔直流、通交流，阻低频、

通高频”

四．变压器

变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。

理想变压器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5—6），

原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。

即

U

U

n

n

1

2

1

2



.

.

因为有UIUI

1122

··，因而通过原、副线圈的电流强度与它们的匝数成反比。

即

I

I

n

n

1

2

2

1



注意：1．理想变压器各物理量的决定因素

输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入

电流I1，输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变

压器的最大功率（负载电阻减小，输入功率增大；负载

电阻增大，输入功率减小）。

2．一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流的关系

U1:U2:U3:…=n1:n2:n3:…I1n1=I2n2+I3n3+…

上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值。

（3）电压互感器和电流互感器

电压互感器是将高电压变为低电压，故其原线圈并联在待测高压电路中；电流互感器是

将大电流变为小电流，故其原线圈串联在待测的高电流电路中。

（二）解决变压器问题的常用方法

思路1电压思路。变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2；当变压器有多个副绕组

时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……

思路2功率思路。理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个

副绕组时P1=P2+P3+……

思路3电流思路。由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1；当变压器有

多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……

动态分析问题的思路程序可表示为：

U1

2

2

2

2

2

1

2

1

I

R

U

I

U

n

n

U

U

决定

负载

决定









决定决定









111221121

1

)(UIP

I

UIUIPP

P1

思路5原理思路。变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；

五．电能的输送

由于送电的导线有电阻，远距离送电时，线路上损失电能较多。

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。

线路中电流强度I和损失电功率计算式如下：

I

P

U

PIR输

出

损线

·2

注意：送电导线上损失的电功率，不能用P

U

R损

出

线



2

求，因为

U

出

不是全部降落在导线上。