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第五章 交变电流 一、电流的分类 正弦式交流电流：电路中的电流、电压按正弦规律变化的电流 。 例1 关于变压器的构造和工作原理，以下说法正确的是( ) A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能. B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止将原、副线圈短路，造成危险. C.变压器不改变交流电的频率，只改变电压 D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出. 例2 如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数为____V,电流表示数为_____A 思考： 一般来说，交流电压在输送的时候电压很高，电流也相对较大，这样就要求有很大量程的电表才能进行测量，但是用大量程电表去测量，一方面不安全，另一方面，制作的技术要求也很高，不合实际。 例3 如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数之比为n1∶n2∶n3=10∶5∶1，其中n1作为原线圈接到220V交流电源上，两个副线圈分别与R2和R3组成闭合回路，已知通过R3的电流I3=2A，电阻R2=110欧，则通过R2的电流是多少？原线圈中的电流是多少？ 输送电能的基本要求是： 可靠、保质、经济 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小 交流高压输电的基本环节 是不是输电电压越高越好？ 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。 输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。 实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。 三、电网供电 例1、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求： （1）升压变压器的副线圈两端电压； （2）输电导线上的功率损失； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比； （4）用户得到的功率。 （2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器） 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 升压变压器 降压变压器 二、远距离输电原理图 电压之间的关系是： 功率之间的关系是： 电流之间的关系是： P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3 远距离输电示意图 1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来， 形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。 2、现在，有的还与外国联网，形成国际化的电网 3、优点： （1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本 （2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡，使电力供应更加可靠、质量更高。 （4）440kW （1）2500V （2）60kW （3）10:1 电感和电容对交流电的影响 电感对交变电流的影响 实验： 现象： 接通直流时，灯泡发亮光 接通交流时，灯泡发暗光 直流和交流的电压的有效值大小相同 分析： 接交流时，由于变化的电流通过线圈发生自感现象，产生阻碍电流变化的感应电动势，使灯泡变暗。 结论：电感对交流电有阻碍作用 一、电感对交变电流的影响 1．感抗：电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。 2．决定感抗大小的因素： 线圈的自感系数（L）、交流电的频率（f） L越大、f越高，XL越大 3．扼流圈 ⑴低频扼流圈 ⑵高频扼流圈 构造： 作用： 构造： 作用： 铁芯，匝数多 L大 通直流，阻交流 铁氧体芯，匝数少 L小 通低频，阻高频 感抗：XL=2πf L=wL 请同学们分析一下，低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用？高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用？ 有 无 + - ∽ 实验： 现象：接直流时，灯不亮， 接交流时，灯泡亮了 说明直流电不能通过电容器，而交变电流能“通过”电容器。 请分析：电容器两极板被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？ 二、交变电流能夠