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交变电流电磁场和电磁波
一、交变电流
:方向随时间作周期性变化的电流
正弦交流电:按正弦(或余弦)规律变化的电流
:
(1)产生原因:线圈在匀强磁场中绕垂直磁场防线的轴匀速旋转产生正弦交流电
(2)中性面:φ=φm的位置,即线圈平面垂直磁场时的位置
(3)变化规律:
①从中性面开始计时
感应电动势:e = NBSωsinωt
e = Em sinωt
e = Nφmωsinωt
②从线圈平行磁场位置开始计时
感应电动势:e = NBSωcosωt
e = Em cosωt
e = Nφmωcosωt
注:i)上述表达式与转动轴的位置无关,只要转动轴垂直磁场,并且与线圈共面即可
ii)上述表达式与线圈的形状无关

线圈转动一周,感应电动势和电流的方向改变两次。
线圈每经过中性面电流方向和电动势的方向改变一次
:
(1)最大值:
(2)即时值:e = Em sinωt
i = Im sinωt
u = Um sinωt
(3)有效值:交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的:
让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
(4)正弦交流电的最大值和有效值的关系:


注意:①只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的倍。
②通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都指有效值。(电容器的耐压值是交流的最大值。)
③生活中用的市电电压为220V,其最大值
为220 V=311V(有时写为310V),频率为50HZ,所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t V。
(5)周期和频率
①周期T:交变电流完成一次周期性变化经历的时间
②频率f:交变电流在1s内完成周期性变化
的次数
③周期和频率的关系:
④正弦交流电的周期:
i = Im sinωt 的周期为:

·开关S接直流电源
灯泡较亮
·开关S接交流电源
灯泡较暗
(1)感抗:电感对交变电流阻碍作用的大小
(2)影响感抗的因素:
①线圈的自感系数越大,感抗越大
②交变电流的频率越大,感抗越大
(3)低频扼流圈
①线圈的自感系数很大
②对交流电的阻碍作用很大
对高频交流电的阻碍作用很大
对低频交流电的阻碍作用也很大
③作用:通直流,阻交流
(4)高频扼流圈
①线圈的自感系数小
②对高频交流电的阻碍作用大
对低频交流电的阻碍作用小
③作用:通低频,阻高频

·开关S接直流电源
灯泡不亮
·开关S接交流电源
灯泡亮了
·开关S接a
灯泡较暗
·开关S接b
灯泡较亮
(1)容抗:电容对交变电流阻碍作用的大小
(2)影响容抗的因素:
①电容越大,容抗越小
②交变电流的频率越大,容抗越小
(3)电容的作用:通交流,隔直流
通高频,阻低频
实例1 实例2

L为低频扼流圈隔直电容器
实例3
高频旁路电容器
二、变压器
三、电磁场和电磁波

(1)变化的电场在周围空间产生磁场
①均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
②非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
③周期性变化的电场在周围空间产生同频率周期性变化的磁场
(2)变化的磁场在周围空间产生电场
①均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
②非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
③周期性变化的磁场在周围空间产生同频率周期性变化的电场
:
变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场在周围空间产生磁场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,这就是电磁场。

(1)电磁波:变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去,就形成了电磁波。
(2)麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验成功地证实了电磁波的存在
(3)电磁波在空间传播不需要介质
(4)电磁波的波度v、波长λ和频率f的关系为:
v =λf
电磁波在真空中的传播速度为c=×108m/s
(5)电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直,而且都跟波的传播方向垂直

(1)有效地发射电磁波的条件:
①频率足够高
②形成开放电路
(2)利用电磁波传递信号
①发射电磁波是为了利用它传递某种信号
如无线电广播传递的是声音,电视广播传递的是声音和图像
②调制:在电磁波发射技术中,是电磁波随各