《描述交变电流的物理量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《描述交变电流的物理量（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5.25.2描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 i/Ai/A t/s 请同学们阅读教材请同学们阅读教材P34-P35，回答，回答下列问题下列问题(2分钟分钟)（1）什么叫交变电流的周期？）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？）什么叫交变电流的频率？（3）周期、频率、角速度的关系是什么）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）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？各是多大？ 一、描述交变电流变化快慢的物理量一、描述交变电流变化快慢的物理量1 1、 周期：周期： 2 2、频率、频率: : 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
2、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。交变电流一秒内完成周期性变化的次数。3 3、关系：、关系： T T 单位：单位：S Sf f 单位：单位：HzHz一、描述交变电流一、描述交变电流变化快慢变化快慢的物理量的物理量例例1.我国生产和生活用交变电流的我国生产和生活用交变电流的 周期周期T T_s_s， 频率频率f= _Hzf= _Hz， 角速度角速度_rad/s_rad/s， 在在1s1s内电流的方向变化内电流的方向变化_次。次。0.0250100100例例2：如图所示为某正弦式交变电流的图像，如图所示为某正弦式交变电流的图像，求其周期求其周期,频率和角速度。频率和角速度。解
3、：解：T0.04st/10-2st/10-2sU/v二二. .描述交变电流描述交变电流大小大小的物理量：的物理量：e = Em sin t u = Uu = Um m sin t sin t i = Ii = Im m sin t sin t 1 1、瞬时值：、瞬时值：E Em m= =N N BSBS 2 2、最大值（、最大值（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。U Um m= = EmR+rI Im m = = EmR+rR 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电容器的电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于耐压值（也称击穿电压）
4、要高于交流电的峰值交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。，否则电容器可能被击穿。0U Ut/s电压瞬时值电压瞬时值t1U U1 1对最大值、瞬时值的理解：对最大值、瞬时值的理解：U Um m-U-Um m电压最大值电压最大值U Um m思考与讨论：思考与讨论：如图所示通过一个如图所示通过一个R=1的电阻的的电阻的电流电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。随时间变化的曲线。它不是恒定电流。-212i/At/s-100.511. 怎样计算通过怎样计算通过1 S内电阻内电阻R中产生的热量中产生的热量?2. 如果有一个大小、方向如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个都不变的恒定电流通过这个电阻
5、电阻R，也能在，也能在1 S内产生同样的热量，这个电流是多内产生同样的热量，这个电流是多大？大？解解：-212i/At/s-100.51交流电的热效应和直流电相同交流电的热效应和直流电相同我我的的电电流流是是恒恒定的定的3A3A我我1010分分钟钟把水烧开把水烧开我我1010分分钟钟也也把把水水烧烧开！开！我我 的的 电电流流 是是 变变化的化的i/Ai/At/si/Ai/At/s我的电流我的电流有效值也有效值也是是3A3A3 3、有效值有效值 根据根据电流的热效应电流的热效应来定义：让交变来定义：让交变电流和恒定电流分别通过大小电流和恒定电流分别通过大小相同相同电阻，电阻，如果在交流的如果在
6、交流的一个周期内一个周期内它们它们产生的热产生的热量量相等相等，而这个恒定电流是，而这个恒定电流是I、电压是、电压是U，我们就把这，我们就把这I、U叫做这个交流的有效叫做这个交流的有效值。值。二二. .描述交变电流描述交变电流大小大小的物理量：的物理量：（1 1）定义）定义：对正弦式交变电流：对正弦式交变电流：A A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指的是有效值；有效值； C C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B B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D D通常电容器所标的通常电容器所标
7、的耐压值耐压值指的是指的是最大值最大值，保险丝的保险丝的熔断电流熔断电流指的是指的是有效值有效值(2)(2)有效值的说明：有效值的说明：F F、有效值不是平均值。同时：、有效值不是平均值。同时： I I有有(0+I(0+Im m )/2 )/2E.E.计算电功、电热都用有效值计算电功、电热都用有效值. .算一算：算一算： 1).照明用的照明用的 电压为电压为220V的正弦交流电的正弦交流电,其电其电压最大值为多大压最大值为多大? 2).电动机用电压为电动机用电压为380V的正弦交流电的正弦交流电,其电压其电压最大值又为多大最大值又为多大?3) .某电容器的标称值为某电容器的标称值为“10V”,
8、加在该电加在该电容器上的正弦交流电的电压的有效值为多大容器上的正弦交流电的电压的有效值为多大?311V537V7.07V二、二、 交变电流大小的描述：交变电流大小的描述：4 4、正弦交变电流的平均值：、正弦交变电流的平均值： 练一练：练一练：如图所示，矩形线圈的匝数为如图所示，矩形线圈的匝数为n n，线圈面积为线圈面积为S S，线圈内阻为，线圈内阻为r r，在磁感应强度为，在磁感应强度为B B的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，匀速转动，外电路电阻为外电路电阻为R R。在线圈由图示位置转过。在线圈由图示位置转过9090的的过程中，求：过程中，求：(1)(1)通过电
9、阻通过电阻R R的电量的电量q q；(2)(2) 电阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热Q Q写一写：写一写：如图所示：在场强为如图所示：在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈匝数的匀强磁场中，矩形线圈匝数为为n匝；线圈面积为匝；线圈面积为S，电阻为，电阻为r，外接电阻的阻值为，外接电阻的阻值为R，线圈逆时针，线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为绕中轴匀速转动，角速度为，(1)从中性面开始计时，写出从中性面开始计时，写出R两端两端电压随时间变化的规律？电压随时间变化的规律？ (2)从线圈平面与中性面的夹角为从线圈平面与中性面的夹角为 开开始计时，始计时， 写出写出R两端电压随时间变化的规律？两端电
10、压随时间变化的规律？ (3)从线圈平面与中性从线圈平面与中性面的夹角为面的夹角为 开始计时，开始计时， 写出写出R两端电压随时间变化的规律？两端电压随时间变化的规律？ S S线圈平面线圈平面V中性面中性面a(b)d(c)B 三、三、 相位、相位差相位、相位差 课堂小结：课堂小结：1 1、 周期：周期： 2 2、频率、频率: : 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。 交变电流一秒内完成周期性变化的次数。交变电流一秒内完成周期性变化的次数。3 3、关系：、关系：（T T ） 单位：单位：S S（f f ） 单位：单位：HzHz一、描述交变电流一、描述交变电流
11、变化快慢变化快慢的物理量的物理量二二. . 交变电流大小的描述：交变电流大小的描述：e = Em sin t u = Uu = Um m sin t sin t i = Ii = Im m sin t sin t 1 1、正弦交变电流的瞬时值：、正弦交变电流的瞬时值：E Em m = = N N BSBS 2 2、正弦交变电流的最大值（、正弦交变电流的最大值（峰值峰值）U Um m= =N N BS BS RR+rI Im m= =N N BS BS 1R+r3. 3. 交流电的有效值交流电的有效值 1). 1).有效值的依据有效值的依据: : 依据交流电的热效应来定义依据交流电的热效应来定义
12、. . 2). 2).有效值的定义有效值的定义: : 若某交流电与某恒定电流分别通过相同的电阻若某交流电与某恒定电流分别通过相同的电阻时时, ,如果它们在相同的时间内产生的热量相同如果它们在相同的时间内产生的热量相同, ,就就把这一恒定电流的电动势、电流和电压值称为该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交流电的有效值. .3)3)对正弦交流电：对正弦交流电：二、二、 交变电流大小的描述：交变电流大小的描述：4 4、正弦交变电流的平均值：、正弦交变电流的平均值： 三、三、 相位、相位差相位、相位差 练练1.1.某交流电压随时间的变化规律如图所示，某交流电压随时间的变化规律如图
13、所示，则此交流电的频率是则此交流电的频率是_Hz_Hz。若将该电压加在。若将该电压加在10uF10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于的电容器上，则电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的纯电的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意阻用电器上，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外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于能低于_A_A。20020020.25200u/vt/sl练习、提高练习、提高 练练2.如图表示一交流的电流随时间如图表示一交流的电流随时间变化的图像变化的图像,求该电流的有效值。求该
14、电流的有效值。l练习、提高练习、提高 练练3 3：如图表示一交流随时间变化的：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。图像，求此交流的有效值。l练习、提高练习、提高 例例4.4.图中两交变电流通过相同的电阻图中两交变电流通过相同的电阻R R。求：。求：（1 1）分别写出它们的有效值、周期和频率。）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2 2）计算它们在）计算它们在R R上产生的功率之比。上产生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I I12R:I I22R（I I1I I2）21:2 l练习、提高练习、提高练练5:5:一个电阻接在一个电阻接在10V10V的直流电源上，它的直流电源上，它的发热
15、功率是的发热功率是P P，当接到电压为，当接到电压为u=10sintVu=10sintV的交流电源上，它的发热功的交流电源上，它的发热功率率 （ ） A0.25P B0.5P CP D2PBl练习、提高练习、提高 练练6.6.如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.050.05，共有，共有100100匝；匝；线圈电阻为线圈电阻为11，外接电阻，外接电阻R R99，匀强磁场的磁感应，匀强磁场的磁感应强度为强度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速旋转的转速匀速旋转时，求：时，求：(1)(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中圈中感应电动势的瞬时表达式；感应电动势的瞬时表达式；(2)(2)线圈转过线圈转过1 130s30s时电动势的瞬时值时电动势的瞬时值多大；多大；(4) (4) 线圈每转过一周，外力所做的功。线圈每转过一周，外力所做的功。(3)(3)电路中电压表和电流表示数电路中电压表和电流表示数 各各是多少是多少2.5 J2.5 Jl练习、提高练习、提高
