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1、第五章 交变电流 2 描述交变电流的物理量 2 正弦交变电流的规律 从中性面开始计时 得出 瞬时电动势 瞬时电流 瞬时电压 其中 知识回顾 课标定位 学习目标 1 知道交变电流的周期和频率 以及它们之间 的关系 2 知道交变电流和电压的最大值 瞬时值 有效值等及 其关系 3 知道我国供电线路交变电流的周期与频率 重点难点 1 对交变电流的理解和应用 2 计算一些非正弦式交变电流的有效值 导 一 周期和频率 1 周期 交变电流完成 所需的时间 用 表示 单位是 2 频率 交变电流在1 s内完成 的次数 用 表示 单位 一次周期性变化 T秒 周期性变化 f 赫兹 思 二 峰值和有效值 1 峰值 交
2、变电流在一个周期内所能达到的 峰值可以用来表示交变电流的 或电压的 但不能用来表示交变电流产生的 峰值在实际中有一定的指导意义 所有使用交变电流 的用电器 其最大耐压值应 其使用的交流电压 的峰值 电容器上的标称电压值是电容器两极间所允 许施加电压的 最大值 强弱 高低 热效应 不小于 最大值 2 有效值 让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻 如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等 而这个 恒定电流是I 电压是U 我们就把I U叫做这个交流的有 效值 在没有特别说明时 通常所说的交变电流 电压 电动势 都是指有效值 交流电流表测量的值也是有效值 交流用 电设备铭牌标出的电压 电流值也是指有
3、效值 正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I Im U Um E Em 三 相位 如图5 2 1所示 甲 乙两交流电的表达式分别为 u 甲 Emsin t u乙 Emsin t 其中 叫 做交变电流的 是t 0时的相位 叫做交变电 流的 图5 2 1 t 相位 初相位 两支交流的 叫做它们的相位差 例如两支交 流电 u1 Emsin t 1 u2 Emsin t 2 它们的 但初相位不同 它们的相位差 t 2 t 1 是一个常量 等于两个初相之差 不随时间变化 可以说 这两支交变电流的变化规律 是相同的 只是 不同 相位之差 频率相同 2 1 变化步调 阅读教材 回答下列问题 1 什么叫
4、交变电流的周期 2 什么叫交变电流的频率 3 它们之间的关系是什么 4 我国使用的交变电流是 220V 50Hz 的交变电流 则交变电流的周期和频 率各是多大 一 周期和频率议 也是线圈转动一周的时间 3 我国工农业及生活用电的周期为0 02s 频率为 50Hz 电流方向每秒改变100次 2 频率 1s内交变电流完成周期性变化的次数 用 f 表示 单位是Hz 1 周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间 用T表示 单位是s 一 周期和频率展 1 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 Im 20A 100 rad s 电流的瞬时表达式为i 20s
5、in100 t A T 0 02s 1 1 瞬时值 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示 e i u 2 峰值 交变电流在一个周期内所能达到的最大数值 用大写字母表示 Um Im Em 1 1 最大值在实际中有一定的指导意义 所有使 用交流的用电器 其最大耐值应大于其使用的交流 电压的最大值 二 峰值和有效值 二 峰值和有效值 电容器的耐压值 电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许 电压的最大值 2 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀 速旋转时 电动势的最大值 3 最大值可以表示交变电流的强弱或电压 的高低 但不适于用来表示交流产生的效果 二 峰值和有效值 甲 乙图中电炉烧水 设壶材料相同
6、 水质量相 等 水的初温相同 若直流电源用10分钟把水烧 开 而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开 电炉烧水 二 峰值和有效值 议 交流电的热效果和直流电相同 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 3 有效值 1 定义 使交变电流和直流通过相同阻值的电阻 如果它们 在相等时间内产生的热量相等 就把这一直流的数值叫做这一交 变电流的有效值 2 特点 交变电流的有效值根据电流的热效应来规定 与电 流的方向无关 但一般与所取时间的长短有关 在无特别说明时 是以一个周期的时间来确定有效值的 二 峰值和有效值 展 评
7、 对正弦交流电有 I U E 任何电流都有有效值 但上述关系只限于 正弦交变电流 对其他形式的交变电流并不适 用 4 有效值与最大值之间的关系 二 峰值和有效值 关于有效值的说明 1 通常所说照明电路的电压是220v和动力电压380V都指的是交 流的有效值 2 各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压 的数值都是它的有效值 3 交流电压表和电流表所测的数值也是有效值 4 如果没有特别说明 一般说到交流的电动势 电压 电流或计 算电功率 电热时指的都是有效值 5 通常电容器所标的耐压值指的是最大值 二 峰值和有效值 某一交流电的电压波形如图5 2 4所示 求这一交流电的电压的有效 值U 例例2 2 图5 2 4 思路点拨 首先根据u t图象得出交变电流的周期 然后根据有效值的定义计算出有效值 时间可取一个 周期 Em 50 V 由 2 f 100 rad s 得f 50 Hz 检 根据电流的热效应先计算电流的有效值 4 如图所示 是一交变 电流随时间变化的图象 求此交变电流的有效值 3 如图所示的 a b 两图分别表示两个 交变电压 比较这两 个交变电压 它们具 有共同的 A 有效值 B 频率 C 最大值 D 均不一样 周期一样 二 交变电流的四值对比
