解释为什么交流电很重要

交流电（a.c.）会不断改变方向，所以它产生的磁场也不断变化。这就是变压器需要交流电的原因：只有铁芯中变化的磁场，才能在次级线圈中感应出电压。

这一课接在使用变压器比值之后，属于电磁感应与变压器。

什么是交流电？

直流电（d.c.）中，电荷只朝一个方向流动。交流电则一次又一次反转方向，所以电压升到峰值，降过零点，在相反方向达到峰值，再回来。

一个完整的图形就是一个循环。

周期 T 是一个循环所需的时间，频率 f 是每秒的循环次数。两者的关系是 f = 1 ÷ T。包括马来西亚在内的许多国家，市电频率是 50 Hz。

变压器为什么需要变化的电源？

关键在于电磁感应。初级线圈中的电流在铁芯里产生磁场。如果电流稳定，磁场也稳定，次级就没有磁感线被切割，也就没有感应电压。

如果电流是交变的，磁场也交变。次级线圈中始终有变化的磁场穿过，所以那里会以相同的频率感应出交流电压。

例题

下面是一个虚构电源的示波器波形。（自编示例数据。）

时基为每格 5.0 ms，电压刻度为每格 2.0 V。一个完整循环在水平方向占 4.0 格。波形的峰值在中线上方 3.0 格处。

**步骤 1，周期：**T = 4.0 × 5.0 ms = 20 ms = 0.020 s。

**步骤 2，频率：**f = 1 ÷ T = 1 ÷ 0.020 = 50 Hz。

**步骤 3，峰值电压：**3.0 × 2.0 V = 6.0 V。

**步骤 4，2 秒内的循环数：**50 × 2 = 100 个循环。

**步骤 5，检查：**2 s 内 100 个循环，等于每秒 50 个，与频率吻合。单位是秒、赫兹和伏特。

要留意的错误

错误答案：“可以把电池接到变压器上，因为电流流过初级线圈，所以次级会感应出电压。”

这位学生把电流和电压联系起来，却忘了电流必须变化。

纠正：电池提供稳定的电流和稳定的磁场。次级只有在电路接通或断开的瞬间才出现电压。要得到持续的输出，初级电源必须是交变的。

自我检测

先试着做，再打开答案。

1. 某波形的周期是 0.040 s。求频率。

2. 某电源的频率是 100 Hz。求周期，以毫秒表示。

3. 用两句话解释为什么直流电源不能让变压器持续工作。

接下来学什么

下一步是用这些概念解释为什么电力要用高电压输送：计算传输损耗。感应练习集随后会混合所有技能。

把事实变成清楚的理由，是一个靠你自己的句子得到反馈而成长的习惯。这正是我们的老师在线上一对一物理补习中提供的。