描述交变电流的物理量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,5.2,描述交变电流的物理量,i,/A,t/s,请同学们阅读教材,P34-P35,，回答下列问题,(2,分钟,),（,1,）什么叫交变电流的周期？,（,2,）什么叫交变电流的频率？,（,3,）周期、频率、角速度的关系是什么？,（,4,）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？,一、描述交变电流变化快慢的物理量,1,、周期：,2,、频率,:,交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,交变电流一秒内完成周期性变化的次数。,3,、关系：,T,单位：,S,f,单位：,Hz,一、描述交变电流,变化快慢,的物理量,例,1.,我国生产和生活用交变电流的,周期,T,_s,，,频率,f=_Hz,，,角速度,_,rad/s,，,在,1s,内电流的方向变化,_,次。,0.02,50,100,100,例,2,：,如图所示为某正弦式交变电流的图像，求其周期,频率和角速度。,解：,T,0.04s,t/10,-2,s,t/10,-2,s,U/v,二,.,描述交变电流,大小,的物理量：,e =,E,m,sin,t,u=U,m,sin t,i=,I,m,sin t,1,、瞬时值：,E,m,=,N,BS,2,、最大值（,峰值,）,电流或电压所能达到的最大值。,U,m,=,E,m,R+r,I,m,=,E,m,R+r,R,电容,耐压值（最大值）,电容器的耐压值,电容器的,耐压值（也称击穿电压）要高于交流电的峰值,，否则电容器可能被击穿。,0,U,t/s,电压瞬时值,t,1,U,1,对最大值、瞬时值的理解：,U,m,-U,m,电压最大值,U,m,思考与讨论：,如图所示通过一个,R=1,的电阻的电流,i,随时间变化的曲线。它不是恒定电流。,-2,1,2,i,/A,t/s,-1,0,0.5,1,1.,怎样计算通过,1 S,内电阻,R,中产生的热量,?,2,.,如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻,R,，也能在,1,S,内产生同样的热量，这个电流是多大？,解,：,-2,1,2,i/A,t/s,-1,0,0.5,1,交流电的热效应和直流电相同,我的电流是恒定的,3A,我,10,分钟把水烧开,我,10,分钟也把水烧开！,我的电流是变化的,i/A,t/s,i/A,t/s,我的电流有效值也是,3A,3,、,有效值,根据,电流的热效应,来定义：让交变电流和恒定电流分别通过大小,相同,电阻，如果在交流的,一个周期内,它们,产生的热量,相等,，而这个恒定电流是,I,、电压是,U,，我们就把这,I,、,U,叫做这个交流的有效值。,二,.,描述交变电流,大小,的物理量：,（,1,）定义,：,对正弦式交变电流：,A,交流用电器的,额定电压,和,额定电流,指的是有效值；,C,交流电流表和交流电压表,的读数是有效值,B,对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,D,通常电容器所标的,耐压值,指的是,最大值,，保险丝的,熔断电流,指的是,有效值,(2),有效值的说明：,F,、有效值不是平均值。同时：,I,有,(0+I,m,)/2,E.,计算电功、电热都用有效值,.,算一算：,1).,照明用的,电压为,220V,的正弦交流电,其电压最大值为多大,?,2).,电动机用电压为,380V,的正弦交流电,其电压最大值又为多大,?,3).,某电容器的标称值为“,10V”,加在该电容器上的正弦交流电的电压的有效值为多大,?,311V,537V,7.07V,二、交变电流大小的描述：,4,、正弦交变电流的平均值：,练一练：,如图所示，矩形线圈的匝数为,n,，线圈面积为,S,，线圈内阻为,r,，在磁感应强度为,B,的匀强磁场中绕,OO,轴以角速度,匀速转动，外电路电阻为,R,。在线圈由图示位置转过,90,的过程中，求：,(1),通过电阻,R,的电量,q,；,(2),电阻,R,上产生的焦耳热,Q,写一写：,如图所示：在场强为,B,的匀强磁场中，矩形线圈匝数为,n,匝；线圈面积为,S,，电阻为,r,，外接电阻的阻值为,R,，线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为,，,(1),从中性面开始计时，写出,R,两端电压随时间变化的规律？,(2),从线圈平面与中性面的夹角为 开始计时，写出,R,两端电压随时间变化的规律？,(3),从线圈平面与中性面的夹角为 开始计时，写出,R,两端电压随时间变化的规律？,S,线圈平面,V,中性面,a(b,),d(c,),B,三、相位、相位差,课堂小结：,1,、周期：,2,、频率,:,交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,交变电流一秒内完成周期性变化的次数。,3,、关系：,（,T,）单位：,S,（,f,）单位：,Hz,一、描述交变电流,变化快慢,的物理量,二,.,交变电流大小的描述：,e =,E,m,sin,t,u=U,m,sin t,i=,I,m,sin t,1,、正弦交变电流的瞬时值：,E,m,=,N,BS,2,、正弦交变电流的最大值（,峰值,）,U,m,=,N,BS,R,R+r,I,m,=,N,BS,1,R+r,3.,交流电的有效值,1).,有效值的依据,:,依据交流电的热效应来定义,.,2).,有效值的定义,:,若某交流电与某恒定电流分别通过相同的电阻时,如果它们在相同的时间内产生的热量相同,就把这一恒定电流的电动势、电流和电压值称为该交流电的有效值,.,3),对正弦交流电：,二、交变电流大小的描述：,4,、正弦交变电流的平均值：,三、相位、相位差,练,1.,某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是,_Hz,。若将该电压加在,10uF,的电容器上，则电容器的耐压值不应小于,_V,；若将该电压加在一阻值为,1K,的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于,_A,。,200,200,2,0.25,200,u/v,t/s,练习、提高,练,2.,如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。,练习、提高,练,3,：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。,练习、提高,例,4.,图中两交变电流通过相同的电阻,R,。求：（,1,）分别写出它们的有效值、周期和频率。（,2,）计算它们在,R,上产生的功率之比。,（,2,）,P,甲,:P,乙,I,1,2,R:,I,2,2,R,（,I,1,I,2,）,2,1:2,练习、提高,练,5:,一个电阻接在,10V,的直流电源上，它的发热功率是,P,，当接到电压为,u=10sintV,的交流电源上，它的发热功率,（）,A,0.25P B,0.5P,C,P D,2P,B,练习、提高,练,6.,如图所示，线圈的面积是,0.05,，共有,100,匝；线圈电阻为,1,，外接电阻,R,9,，匀强磁场的磁感应强度为,B,1,T,，当线圈以,300r/min,的转速匀速旋转时，求：,(1),若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时表达式；,(2),线圈转过,1,30s,时电动势的瞬时值多大；,(4),线圈每转过一周，外力所做的功。,(3),电路中电压表和电流表示数,各是多少,2.5 J,练习、提高,