电压u=120sinωtV,频率为50 Hz的交变电流,把它加在激发电压和熄灭电压均为u0=60 V的霓虹灯的两端.
(1)求在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长?
(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?(已知人眼的视觉暂留时间约为s)题型:计算题难度:中档来源:新疆自治区期中题
解:(1)如图所示,画出一个周期内交变电流的u-t图象,其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间,根据对称性,一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1
当u=u0=60V时,由u=120sinωtV求得:t1=s
再由对称性知一个周期内能发光的时间:t=T-4t1=s
再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为:t=s=2400 s
(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的,而熄灭的时间间隔只有s(如图中t2+t3那段时间),由于人的眼睛具有视觉暂留现象,而这个视觉暂留时间约为s远大于s,因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉.
考点:
考点名称:正弦式交变电流正弦式交变电流:
1.基本产生方法
将闭合线圈置于匀强磁场,并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中将产生按正(余)弦规律变化的交流电。
如图所示表示了线圈ABCD在磁场中逆时针转动一周的情况。前半周(甲→乙→丙)电流沿着DCBA方向流动(由右手定则分别判断ABCD边切割磁感线,而AD、BC边不切割磁感线),后半周(丙→丁→戊)电流方向为ABCD,两种情况交替出现,形成交变电流。
2.正弦式交变电流的其他产生方法
(1)从磁通量角度来看,当时,感应电动势所产生的电流为正弦式交变电流。
①磁场随时间按正弦或余弦规律变化
如图所示,当n匝线圈与磁场成角放置时,设线圈面积为S,线圈中产生的感应电动势为
②面积随时间按正弦或余弦规律变化
这种情况通常是因导体运动引起的。
③面与磁场夹角随时问均匀变化这是上述产生正弦式交变电流的基本方法。
(2)从导体切割的角度来看,当时,可能的原因由可知,可能是中之一随时间变化引起的。
①导体棒运动
如图所示,当导体棒运动的速度满足时,产生的是正弦式交变电流
②有效长度变化如图所示,两条相间绝缘的导轨形状满足,当导体杆MN以速度v匀速沿导轨滑动时,在导轨间导体杆产生的电动势为
③磁场随空间变化
如图甲所示,磁场垂直于xoy平面,大小只在沿x 轴方向按图乙所示规律发生变化。当导体杆以速度v0 沿x轴匀速运动时,杆产生的是正弦式交变电流。