P6 交变电流与理想变压器

常见参考:人教版选择性必修第二册(SI 单位制) · 本地状态:未读

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一、核心概念

正弦交变电流与有效值:有效值是根据电流的热效应定义的。对正弦(或余弦)交变电流,有效值与峰值之间满足 12 的比例关系;非正弦交变电流不能直接套用除以 2,须按焦耳热等效计算。

高压输电原理:在输送总功率 P=UI 一定时,提高输电电压 U 可以减小输电电流 I,从而使输电导线上的热损耗功率 ΔP=I2R线 显著减小。

二、公式、条件与单位

正弦交变电动势瞬时值与有效值
e=NBSωsinωt,Em=NBSω,E=Em2

适用条件:e=Emsinωt 要求线圈平面从中性面开始计时,在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动;有效值公式仅对正弦/余弦量成立。

理想变压器电压比与功率关系
U1U2=n1n2;U1I1=U2I2(单副线圈)

理想化条件:忽略原、副线圈电阻,忽略漏磁,忽略铁芯涡流与磁滞损耗(无功率损失,输入功率等于输出功率)。注意电流反比关系只适用于单个副线圈情形。

三、常见易错点

做题前先查这几条条件
  • 多副线圈变压器也直接套用 I1/I2 = n2/n1,正确做法永远是由输入功率等于各副线圈输出功率之和计算原线圈电流。
  • 交流电压表、电流表测量的是有效值,保险丝熔断看有效值,电容器耐压看峰值。

四、本节自测(先作答,再看解析)

本节自测尚未作答。请先独立计算并选择答案,提交后可核对解析。

一理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=10:1,原线圈接有效值 U1=220V 的正弦交流电源,副线圈接一个 11Ω 电阻负载,求 U2,I2,I1。