高中物理《5.2描述交变电流的物理量》课件 新人教版选修3-2.ppt

描述交变电流的物理量 1 公式法 从中性面开始计时 2 图象法 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 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 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 一个周期内电流方向改变两次 1 峰值 交变电流的和是它能达到的最大值 表示交变电流的强弱或电压的高低 2 瞬时值 e i u 由于交变电流的大小和方向随时间变化 它产生的效果也随时间变化 在实际中我们常常不研究它的瞬时效果 而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果就可以了 那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢 请看下面的思考与讨论 P35 3 有效值定义 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 E U I 二 峰值和有效值 某交变电流随时间变化图象如图所示 试求该交变电流的有效值 I 5A 课堂练习2 某交变电流随时间变化图象如图所示 经整流后变为右图波形 求该电流的有效值 课堂练习2 I 4A 理论计算表明 正弦交流电有效值与最大值之间的关系 根据电流的热效应来规定 下列各种情况中所指的数值 哪些是交流电的有效值 A 交变电流通过导体的电功 热量和电功率B 保险丝的熔断电流C 电工工具上标明的耐压值 D 各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压 额定电流E 交流电表的示数 课堂练习3 ABDE 写出我国交变电流的表达式 课堂练习4 某交变电流随时间变化图象如图所示 试求该交变电流的有效值 课堂练习5 求下列电流的有效值 设该交变电流的有效值为I 由有效值的定义得 而t t1 t2 代入数据解得 I A 课堂练习6 如图表示一交流随时间变化的图像 求此交流的有效值 课堂小结 作业 一线精练课时10 作业 书本P52完成4 5 三 交变电流的相位 1 正弦符号sin后面的量 t 叫做交变电流的相位 其中 是t 0时的相位 叫做交变电流的初相位 2 相位差 两支交流的相位之差 若两支交流的频率相同 初相位不同 即相位差 2 1为确定的常数 e甲 Emsin t e乙 Emsin t 2 相位差是一个很重要的物理量 例如不同的交流发电机在向同一个电网供电时 它们的相位必须完全相同 即相位差必须保持为0 不然的话 轻则会使输电效率降低 严重时会损坏输电设备 220V 课堂小结与作业 新课引入恒定直流 由于大小和方向都不变化 只用电流和电压两个物理量进行描述 而交变电流 它的大小和方向都随时间做周期性变化 那么 又该用什么物理量进行合理的描述呢 如下图所示的是一个电容器和一块电视机的铭牌 这些数据又代表了什么呢 电容器所能承受的电压要高于交变电流的峰值 否则电容器就可能被击穿 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 解析 1 图甲为正弦交流电 其有效值I1 Im 3 55A 周期T1 0 4s 频率f1 2 5Hz 图乙为方波交流电 电流的大小不变 方向作周期变化 由于热效应与电流方向无关 因而它的有效值为5A 周期T2 0 4s 频率f2 2 5Hz 2 由公式P I2R得 P甲 P乙 I12R I22R I1 I2 2 1 2 1 t 0 t1 t2 t3 t4时刻线圈所处的位置 2 中性面的特点 t 0 t2 t4时线圈刚好位于中性面 t1 t3时线圈与磁场方向平行 穿过线圈的磁通量最大 磁通量的变化率为零 1 定义 让交流电流与恒定电流通过相同的电阻 如果它们在一周期 相等时间 内产生的热量相等 就把这个恒定电流的值 I或U 叫做这个交流的有效值 有效值是根据电流的热效应来定义 注意三个相同 有效值 课堂练习3 i A 某交变电流随时间变化图象如图所示 试求该交变电流的有效值 如图表示一交流随时间变化的图像 求此交流的有效值 解析 课堂练习5 什么是交变电流的峰值 Em Im Um 0 02 0 01 二 峰值和有效值 1 峰值 电流或电压所能达到的最大值