交流電是指電流方向隨時間作周期性變化的電流，在一個周期內(nèi)的平均電流為零。不同于直流電，它的方向是會隨著時間發(fā)生改變的，而直流電沒有周期性變化。ALevel物理考試12道大題中，一般都會有一道Alternating Current的題，可見這一ALevel物理考點是非常重要的。下面A加未來小編就帶大家一起來解析一下ALevel物理考點中有關(guān)交流電部分的相關(guān)知識，希望對大家有所幫助。
交流電的來歷以及特斯拉和愛迪生之間的恩怨情仇就不多說了，切入正題，首要，交流電是怎樣表明的呢？
在這兒咱們把交流電描述成Sinusoidal Current，因為交流電的改變規(guī)律能夠用正弦曲線來表明，這是因為發(fā)生交流電的轉(zhuǎn)子在定子（磁鐵）之間所做的正是簡諧運動（Simpleharmonic Motion）。
這張圖表明了一個常見的交流電，表明辦法便是，假如縱軸是V，也可所以,這兒，和表明的是峰值，則是轉(zhuǎn)子做間歇運動的角速度，t是時間。
既然交流電中的電壓和電流都是繼續(xù)改變的，那么電功率（Power）是不是也是改變的呢？
答案是肯定的。
舉個比如：當(dāng)你仔細(xì)觀察電燈泡時，你會發(fā)現(xiàn)它是在閃耀的，當(dāng)然因為頻率太高一般不容易發(fā)現(xiàn)。既然功率是一直改變的，那么怎樣計算平均功率呢，在這兒咱們引入了一個均方根（Root-mean-square value,簡稱r.m.s）。
Root-mean-square value of an alternating current便是The value of a direct current that delivers the same average power as the alternating current to a resistive load。所以，假如咱們知道了均方根，是不是就能夠算出平均功率啦？那么均方跟怎樣求呢，首要，望文生義，Root-mean-square便是Root of mean of square，所以先把I平方了，平方后的圖畫就變成了這樣：
再取均值，就等于，再根號，就等于，所以呢，.電壓的均方根，也是相同的辦法計算。平均功率的計算辦法，便是，留意這兒的V和I都是根均值哦，否則假如取最大值的話，算出來的功率也會是最大值。
以上便是交流電的第一種題型，也便是計算題。要求考生經(jīng)過給出的電流／電壓圖畫，計算出各自的均方根，平均功率，活著依據(jù)均方根來計算出最大電壓／電流。
涉及到的第二種題型，便是變壓器（transformer）:
首要，是變壓器的原理：如下圖，橙色的是電線圈，左面的線圈中通入交流電，使得金屬被磁化，發(fā)生南北極，當(dāng)電流方向改變時，南北極也發(fā)生改變，這使得右邊線圈的磁通量（Magnetic flux）發(fā)生改變，依據(jù)電磁感應(yīng)原法拉第規(guī)律，磁通量的改變發(fā)生感應(yīng)電動勢，其巨細(xì)與磁通量改變率成正比（，為磁通量，N為磁通匝數(shù)）。所以，因為磁場的方向是繼續(xù)改變的，右邊線圈中的磁通量也繼續(xù)改變，因為右邊的磁通匝數(shù)比左面大，所以發(fā)生的感應(yīng)電壓大于左面輸入的電壓，這樣，就能夠把低壓轉(zhuǎn)換成高壓了。
關(guān)于變壓器的第一種題型，便是計算題。經(jīng)過線圈纏繞的數(shù)量，依據(jù)給出的輸入電壓來算出輸出電壓。這兒需求知道的是在理想情況下，即沒有能量損耗，電壓之比等于線圈之比。
變壓器的第二種題型就會問到關(guān)于變壓器本身結(jié)構(gòu)的問題，這幾年?？嫉闹饕袃蓚€問題：
1.為什么這個Iron core is laminated？－To reduce eddy current so as to reduce energy loss.
2.為什么要用變壓器？－Forthe same power??higher voltage??lower current??less energy loss（thermal）
這兒只給大家答題的思路，具體的還是要自己組織～
考到變壓器，一般都會讓大家state Faraday’s law of electromagnetic induction，所以這個一定要牢記！
第三個考點便是整流（rectification）
先來介紹一下，整流便是把輸出的交流電變成直流電的進(jìn)程，便是把sin圖畫橫軸以下的部分給去掉。整流分為兩種：
第一種便是半波整流，望文生義，圖畫上只剩下了半個波，負(fù)方向的電流因為二極管的存在被消除了。
第二種是全波整流（full-waverectification），這兒利用了四個二極管，使得輸入的電流無論是哪個方向，都會以一個方向經(jīng)過電阻R。
整流怎樣考呢，一般會給你上圖中左面的圖畫，讓你畫出右邊的圖畫?；蛟S依據(jù)右邊的圖畫，彌補不完整的左面的圖畫。要點便是判別對電流經(jīng)過電阻R的方向。
還會考到全波整流與半波整流相較有什么長處。大家想啊，半波整流把一半的電流都給整沒了，那功率豈不是小了一半，那么能量也就少了，所以全波整流的長處便是1.More output power available 2.Less ripple for the same smoothing capacitor.
ALevel物理輔導(dǎo)中交流電知識
第二條便是最后一個知識點——smoothing.
The idea is that the capacitor charges up and maintains the volt age at a highlevel.It discharges gradually when the rectified volt age drops,but the volt age soon rises again and the capacitor charges up again.
將一個電容與電阻R并聯(lián)，這是的電壓在變小的時候，電容開釋電荷為電阻供給電壓，所以電壓的改變起伏（右圖上顯現(xiàn)）就會變小。留意，全波整流也能夠經(jīng)過此辦法來減小起伏。此部分考點一是讓你畫出smoothing今后的圖畫，二是問你怎么improve smoothing，答案便是運用capacitor with larger capacity or resistance with larger R so that the capacitor discharges more slowly.
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