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,精选ppt,*,5.2,描述交变电流的物理量,第五章 交变电流,1,精选ppt,复习回顾,(,一,),交变电流：,大小和方向随时间做周期性变化的电流,;,简称,交流电,。,其中按,正弦规律,变化的交流电叫,正弦交流电,。,2,精选ppt,线圈在,匀强,磁场中,绕垂直于磁场方向的轴,匀速,转动时，产生,正弦交流电,。,跟磁场方向垂直的平面叫做,中性面,。这一位置穿过线圈的,磁通量最大,，,磁通量变化率为零,，线圈中,无感应电动势,。,1,、产生：,2,、中性面：,(,二,),正弦交流电的产生及变化规律,3,精选ppt,3,、规律：,瞬时值表达式：,从中性面开始计时,电压,:,电动势,:,在,纯电阻电路,中,:,电流,:,(1),用公式描述,:,4,精选ppt,最大值（,峰值）,：,E,m,、,m,、,U,m,瞬时值：,e,、,i,、,u,5,精选ppt,a,b,c,d,K,L,A,B,a,b,c,d,K,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,(2),用图象描述,:,6,精选ppt,5.2,描述交变电流的物理量,7,精选ppt,一、周期和频率,1,、周期：,交变电流完成,一次周期性变化,所需的时间。,角频率：,线圈在磁场中转动的,角速度,2,、频率：,交变电流一秒内完成,周期性变化,的次数。,物理意义：表示交流电,变化的快慢,3,、关系：,一个周期内电流方向改变两次。,8,精选ppt,1,、我国生产和生活用交流电的周期,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,课堂练习,9,精选ppt,2,、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的,转速加倍,，则交流电动势的最大值和周期分别变为,(),A,400V,0.02s,B,200V,0.02s,C,400V,0.08s,D,200V,0.08s,B,10,精选ppt,3,、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。,I,m,20A,100rad/s.,电流的瞬时表达式为,i,20sin100t (A),T,0.02s,11,精选ppt,什么是交变电流的峰值,（,Em,，,Im,，,Um,）？,i/mA,0.5,t/s,-0.5,0.02,0.01,二、四个值,1,、峰值：,电流或电压所能达到的最大值。,12,精选ppt,电容,耐压值（最大值）,电容器的耐压值,13,精选ppt,2,、瞬时值：,e,、,i,、,u,14,精选ppt,15,精选ppt,3.,有效值,定义：,（,1,）根据,电流的热效应,来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。,（,2,）正弦交流电,的有效值与最大值的关系：,E,、,U,、,I,16,精选ppt,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,我的电流有效值也是,3A,i/A,t/s,i/A,t/s,17,精选ppt,同步练习,1,、如图所示为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电电流的有效值为：,A,、,A B,、,5A,C,、,A D,、,3.5A,A,2,5,0 0.02 0.04,i/A,t/s,分析：该交变电流周期为,T=0.02s,，前,t,1,=0.01s,内为恒定电流,，后,t,2,=0.01s,内为恒定电流,，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为,I,，根据定义有：,Q=I,2,RT=I,1,2,Rt,1,+I,2,2,Rt,2,代入数据计算得：,5A,选,B,18,精选ppt,2,、如图所示，为一直流电通过如图所示的电阻,R,，则交变电流表的示数为,A,。,i/A,t/s,5,0 0.02 0.04 0.06,正弦曲线,A,R,分析：从,i-t,图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，而正弦的有效值为,再根据有效值的定义，得,I=_,。,A,2,5,19,精选ppt,注意：,1,、以上关系式只适用于,正弦,或,余弦,交流电。,2,、交流用电器的,额定电压,和,额定电流,指的是有效值。,3,、,交流电流表和交流电压表,的读数是有效值。,4,、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。,5,、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,20,精选ppt,21,精选ppt,4,、平均值,由法拉第电磁感应定律,得出的电动势是平均值,由,我们要求 时间内通过导体横截面的电荷量就要用平均电流乘以时间即：,22,精选ppt,平均值：,2,、求通过某导体截面的,电量,一定要用平均值。,注意：,峰值,（最大值）、,有效值,、,平均值,在应用上的区别。,1,、在求交流电的,功、功率或电热,时必须用交流电的有效值。,23,精选ppt,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,课堂练习,24,精选ppt,2,、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,）,2,1:2,25,精选ppt,3,.,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。,26,精选ppt,4:,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,27,精选ppt,5.,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,28,精选ppt,6.,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,在此过程中电阻,R,上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的,1,4,，,29,精选ppt,7,、边长为,a,的,单匝,正方形线圈在磁感应强度为,B,的匀强磁场中，以,OO,为轴匀速转动，角速度为,，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为,R,，求：,(1),线圈从图示位置转过,T,4,的过程中产生的热量,Q,。,(2),线圈从图示位置转过,T,4,的,过程中通过线圈某截面的电,量,q,。,30,精选ppt,小结,3,、最大值（,峰值）,：,E,m,U,m,m,4,、瞬时值：,u i e,1,、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,2,、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5,、,有效值,：,E U I,（,1,）定义,：,根据,电流的热效应,来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（,2,）,正弦交流电,的有效值与最大值的关系：,注意：,A.,对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,C.,求通过某导体截面的,电量,一定要用平均值。,B.,在求交流电的,功、功率或电热,时必须用交流电的有效值。,31,精选ppt,谢谢！,32,精选ppt,