10第十章 交流电　传感器及其应用.doc

第十章交流电传感器及其应用
新课标要求

(1)知道交变电流,能用函数表达式和图像描述交变电流.
例1 用示波器观察交变电流的波形,并测算其峰值和有效值.
(2)通过实验,了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用.
例2 用灯泡或交流电流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用.
(3)通过实验,探究变压器电压与匝数的关系.
例3 观察生活中常见的变压器,了解其作用.
(4)了解从变电站到住宅的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理.
例4 查阅资料,了解直流输电的原理,比较交流输电和直流输电的特点.
(5)知道非电学量转换成电学量的技术意义.
(6)通过实验,知道常见传感器的工作原理.
例4 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用.
(7)列举传感器在生活和生产中的应用.
例5 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用.

(1)参观当地的小型电厂,、.
(2)观察变电站和高压输电线路.
(3)调查日常生活中传感器的应用,对其中一种的工作原理、技术意义、经济效益进行分析.
(4)利用传感器制作简单的自动控制装置.
第一单元正弦交流电的产生和描述感抗和容抗
考点解读
典型例题
知识要点
一、交变电流
-1-1(a)、(b)、(c)(d)所示的电流都属于交变电流.
图10-1-1
二、正弦式交流电的产生和规律
:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动获得.
:与磁场垂直的平面叫中性面.
【例1】发电机产生的正弦交变电流电动势的最大值为311V,其线圈共100匝,在匀强磁场中匀速转动的角速度为100π(rad/s).
,写出瞬时电动势的表达式;
,总电阻100 Ω,求t = 1/600 s时的电流;
.
中性面的特点:①线圈转到中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,感应电动势为零.②线圈转动一周,二次经过中性面,线圈每经过一次中性面,电流方向改变一次.
:
①正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律:
②正弦交流电的图像:如图10-1-2所示.
图10-1-2
:①上式中为最大值.②以上各式均为时,,磁通量随时间的变化规律为.③若时,线圈在与中性面垂直的位置,线圈平面与磁场平行,则正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律为:
磁通量随时间的变化规律为.
(例1,针对练习1、2)
三、表征交流电的物理量
:交变电流某一时刻的值,瞬时值是时间的函数,不同时刻,瞬时值不同.
:即最大的瞬时值
:,有效值和峰值的关系:E=Em,I=:在没有特殊说明的前提下,所说的交流电动势、电压、.
(T)和频率(f):交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期;1s内完成周期性变化的次数叫频率,T、f、ω的关系:T=1/f、f=1/T、ω=2πf,(ω的国际单位为rad/s).
:感应电动势的平均值,感应电流的平均值,式中R是回路的总电阻.
(例2,针对练习3、4、5)
【例2】(05北京)正弦半波交流电的波形如图10-1-3所示,求该交流电的有效值.
图10-1-3
【例3】在图10-1-4所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的有( )
图10-1-4




四、电感和电容对交变电流的作用

电感对交变电流有阻碍作用,电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗XL表示.
电感对交变电流有阻碍作用的原因是:当线圈中电流发生变化时,在线圈本身中产生自感电动势,自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化.
扼流圈有两种,一种叫低频扼流圈,线圈的自感系数L很大,作用是“通直流,阻交流”;另一种叫高频扼流圈,线圈的自感系数L很小,作用是“通低频,阻高频”.

交变电流能够通过电容器,电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流电“通过”了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器两极板