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1、第五章第五章 交变电流交变电流 学案学案2描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 复习回顾复习回顾(一一)交变电流：交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流大小和方向随时间做周期性变化的电流; ;简简称称交流交流。 其中按其中按正弦规律正弦规律变化的交流电叫变化的交流电叫正弦交正弦交流电流电。 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀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。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，置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无
2、感应电动势。线圈中无感应电动势。1、产生：、产生：2、中性面：、中性面：(二二)正弦交流电的产生及变化规律正弦交流电的产生及变化规律 复习回顾复习回顾3 3、规律：规律： 瞬时值表达式：瞬时值表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时电压电压: :电动势电动势: :在在纯电阻电路纯电阻电路中中: :电流电流: :(1)用公式描述用公式描述: 复习回顾复习回顾abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB(2)用图象描述用图象描述: 复习回顾复习回顾1 1、周期：、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2 2、频率：交变
3、电流一秒内完成周期性变化的次数。、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。3 3、关系：、关系：一个周期内电流方向改变两次。一个周期内电流方向改变两次。一、周期和频率一、周期和频率我国生产和生活用交流电的周期我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率，频率f=_Hz，角速度，角速度=_rad/s，在，在1s内电流的方向变化内电流的方向变化_次。次。0.0250100100 1 1 1 1如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、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周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。式。 Im20A100rad/s.电流的瞬时表达
4、式为电流的瞬时表达式为i20sin100t(A)T0.02s 2 2 2 2二、峰值和有效值二、峰值和有效值什么是交变电流的峰值什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？）？ i/mAi/mA0.50.5t/st/s-0.5-0.50.020.020.010.011、峰值：、峰值：电流或电压所能达到的最大值。电流或电压所能达到的最大值。 电容电容 耐压值耐压值（最大值）（最大值）电容器的耐压值电容器的耐压值二、峰值和有效值二、峰值和有效值2、瞬时值：、瞬时值：e、i 、u二、峰值和有效值二、峰值和有效值在实际中我们常常不研究交变电流的在实际中我们常常不研究交变电流的瞬时效果，而是只要知道交变电
5、流瞬时效果，而是只要知道交变电流在某段在某段时间内的平均效果时间内的平均效果就可以了。就可以了。 那么我们怎样来衡量交变电流的那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？平均效果呢？ 请看下面的思考与讨论请看下面的思考与讨论二、峰值和有效值二、峰值和有效值思考与讨论思考与讨论如图所示的电流通过一个如图所示的电流通过一个R=1的电阻，它不是恒定的电阻，它不是恒定电流。电流。怎样计算通电怎样计算通电1s内电阻内电阻R中产中产生的热量生的热量?Q=I12Rt1+I22Rt2=2.8J如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在，也能在1s内产生同样的
6、热，这个电流是多大内产生同样的热，这个电流是多大?Q=I2Rt=2.8Ji/At/s1-2-12010.5二、峰值和有效值二、峰值和有效值3.3.有效值有效值 定义：定义： 根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流与直流分别来规定，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。的有效值。4.4.正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：E、U、I二、峰值和有效值二、峰值和有效值说明：说明：1、以上关系式只适用
7、于、以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交流电；交流电；2、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流指的是有指的是有效值；效值；3、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是有效值的读数是有效值4、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值二、峰值和有效值二、峰值和有效值平均值：平均值：2 2、求通过某导体截面的、求通过某导体截面的电量电量一定要用平均值。一定要用平均值。 注意：注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、平平均值均值在应用上的区别。在应用上的区别。 1 1、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功
8、率或电热时必须用交流时必须用交流电的有效值。电的有效值。 二、峰值和有效值二、峰值和有效值i/ i/At/st/s+10-100.050.10.15 0.2如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图请根据图象求出它的周期象求出它的周期,频率频率,最大值和有效值最大值和有效值 ,并写出电流的并写出电流的函数表达式函数表达式.解析解析:由图象可知由图象可知:T=0.2s 根据根据 f=1/T得得:f=5Hz.有效值有效值:最大值最大值:电流的函数表达式电流的函数表达式:3 3 3 3根据电流的热效应先计算电流的有效值根据电流的热效应先计算电流的有效值4
9、4 4 4Em50V由由2f100rad/s得得f50Hz2.2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电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的频率是_Hz_Hz。若将该电压加在。若将该电压加在10uF10uF的电容器上，则电的电容器上，则电容器的耐压值不应小于容器的耐压值不应小于_V_V；若将该电压加在一阻值为；若将该电压加在一阻值为1K1K的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外的纯电阻用电器上，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事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于_ A A。20020020.25200u/v
10、t/s 3如图所示的如图所示的(a)、(b)两图分别表示两两图分别表示两个交变电压，比较个交变电压，比较这两个交变电压，这两个交变电压，它们具有共同的它们具有共同的()A有效值有效值B频率频率C最大值最大值D均不一样均不一样周期一样周期一样4如图所示，是一交如图所示，是一交变电流随时间变化的变电流随时间变化的图象，求此交变电流图象，求此交变电流的的有效值有效值3、最大值（、最大值（峰值）峰值）：EmUmm4、瞬时值：、瞬时值：ui e1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。、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。、频率：一秒内完成周期性变化的次数。5、有效值有效值：E U I（1）定义：）定义：根据根据电流的热效应电流的热效应（2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：注意：注意：1.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值对于交流电若没有特殊说明的均指有效值3.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一定要用平均值。一定要用平均值。2.在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必须用交流电的有效值。时必须用交流电的有效值。谢谢观看谢谢观看!
