基于交流电和直流电相互转化的实验分析

欧阳懿波 湖南省长沙市第一中学

基于交流电和直流电相互转化的实验分析

欧阳懿波 湖南省长沙市第一中学

本文首先选定了实验，接着分析了直流电转化为交流电的实验，比如实验器材；实验基本原理；实验流程。最后阐述了关于交流电转化为直流电的实验分析，比如实验所需要的器材；实验的基本原理；实验流程；实验结论等。

交流电 直流电 相互转化 实验

在进行高中物理学习的过程中，针对电学相关物理知识，由于电磁场与电流的改变并没有直观性，这一物理知识非常的抽象。要想理解，有一定的难度。因此，就需要通过物理实验来做直观性的判断，从而了解其运行的情况。所以，下文从高中生的角度分析和探索交流电与直流电相互转化的实验，希望给其他同学予以参考。

1 实验选定

众所周知，因为电流能够获得磁场，相反来说，从磁场也能够获得电流。而直流电和交流电在日常生活之中运用甚广。一样的道理，交流电经过二极管整流可以转化为直流电，直流电使用逆变电路同样可以转变成交流电。那么，怎样设计出比较简单的电路转换呢？在交流电与直流电相互转化的时候包含着什么样原理知识呢？因此，下面就将直流电和交流电这两种电流相互转化，进行相应的实验探索，以此作为探究性的物理课题。不过开始进行实验以前，需要成立学习研究小组，进而与别的学生进行分工协作，从网络中查找有关资料以及购买电子元器件。

2 关于直流电转化为交流电的实验分析

2.1 实验器材

进行直流电转化为交流电实验需要使用到的实验材料就是：电线、闭合开关、三伏电池组、六伏转220伏的变压器、小灯泡（有灯座的）、发光二极管两个（红色与黄色）、电脑、DIS电压传感器、数据收集器等。

2.2 实验的基本原理

通常条件下，变压器是不可以耦合直流电的，此电路实验的基本原理就是：使用开关S通断状况交替改变让电池直流电流转变为直流脉动电流。而此时，就可以将直流脉动电流看作是稳恒直流与交流成分的结合。而直流脉动电流稳恒直流成分会出现稳定磁场，不可以在次级线圈里面生产感应电动势，且直流脉动电流交流成分经过变压器以后。在次级线圈里面出现感应电动势，就是开关闭合的时候在低压绕组中生产直流脉动电流交流变压器耦合在次级绕组中，感应上负下正感应电动势。当LED正向位置突然导通发光闪烁，那么LED2局不会发光。如果开关断开的时候，在低压绕组中出现直流脉动电压通过变压器耦合在次级绕组中，感应到上正下负的感应电动势，在开关通和断开的时候变压器高压线圈感应到交变电动势。如此，直流电转化为交流电就做好了。

2.3 实验流程

第一，将开关闭合，在电池作用情况下，灯泡发光，可是发光二极管LED与LED2都没有运行。根据试验可以了解到由灯泡和变压器低压绕组以及开关等构成的闭合电路里面构成了恒定直流电流，且次级绕线绕组回路内并不存在电流。第二，将开关通电与断电的频率转变了，假如开关通电与断电的频率把控不足的时候，次级绕组回路里面的发光二级管LED与LED2轮流交换发光闪烁的时间相差比较短。假如将开关的通电与断电频率提升到每一秒钟五十次的时候，可以观察到LED与LED2持续发光的情况。这种和照明电路里面的白炽灯工作状况，表明次级绕组里面出现了交变电动势，就是所谓的直流电转化为交流电了。

3 关于交流电转化为直流电的实验分析

3.1 实验器材

进行交流电转化为直流电的实验的过程中，首先要做的就是先将实验所需要的各种材料准备好。比如整流二极管、电位器、电容器、具备中心抽头的220伏转变成12伏的变压器和插头、DIS电压传感器、数据收集器、电脑等软件。

3.2 实验的基本原理

由于二极管最核心的一个特征就是单方向导电性。所以，可以依据单方向导电性这一核心特点来设计与制造出能够将方向交替变化的交流电转化为单一方向的脉动直流电整流二极管。进而经过变压器来减压，把整流二极管开展不一样的组合，与电容器滤波性能向融合，就可以看是探索交流电转化为直流电了。

3.3 实验的流程

第一，在进行实验之前，需要检查交流发电机，剖析发电机的基本结构，将发电机的电刷结构进行更换，采用电压传感器查看交流电波形的转变，进一步找出其发生变化的原因。第二，探索电源结构，采用一个晶体二极管将交流电波形进行转变，对于得到的电流波形仔细分析与整理，进而提出如何可以得到仪器中的直流电。第三，探索采用2个晶体二极管将交流电波形进行转变，进而对实验仔细分析。第四，探究全波整流电路图，探索整流的基本原理知识，把电路连接起来，采用传感器来检查交流电的波形。第五，插装不一样容量的电容，进而将电路连接，采用传感器来查看交流电的波形。

结束语：在新课程改革背景下，物理课本内容也有所改变。课本和生活相结合，知识与实际相结合，如果在学习物理的时候与生活紧密相连，那么就可以将物理成绩提升，并且有利于物理知识的深入学习，给往后探索更深层次的物理知识打下坚实的基础。

[1]王日昌.交流电变直流电演示模型设计[J].硅谷,2012,(05):56+9