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1、第五章 交变电流5.2 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大小和方向随时间做周期性变化的电流的电流; ;简称简称交流交流。 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流电正弦交流电。 线圈在线圈在匀强匀强磁场中磁场中绕垂直于磁场绕垂直于磁场方向的轴方向的轴匀速匀速转动时，产生转动时，产生正弦交流正弦交流电电。 跟磁场方向垂直的平面叫做跟磁场方向垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿过线圈的这一位置穿过线圈的磁通量最大磁通量最大，磁通量磁通量变化率为零变化率为零，线圈中，线圈中无感应电动势无感应电
2、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 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:最大值（最大值（峰值）峰值）： Em 、m 、 Um瞬时值：瞬时值： e 、i 、uabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB(2)用图象描述用图象描述:一、周期和频率一、周期和频率1 1、周期：、周期：交变电流完成交变电流完成一次周期性变化一次周期性变化所需
3、的时间。所需的时间。 角频率：角频率：线圈在磁场中转动的线圈在磁场中转动的角速度角速度 2 2、频率：、频率：交变电流一秒内完成交变电流一秒内完成周期性变化周期性变化的次数。的次数。物理意义：表示交流电物理意义：表示交流电变化的快慢变化的快慢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。 1、我国生产和生活用交流电的、我国生产和生活用交流电的周期周期T=_s，频率，频率f= _Hz，角速度角速度=_rad/s，在，在1s内电流内电流的方向变化的方向变化_次。次。0.0250100100课堂练习课堂练习2、某交流发电机产生的感应电动势与、某交流发电机产生的感应电动
4、势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的变，仅使线圈的转速加倍转速加倍，则交流电动势，则交流电动势的最大值和周期分别变为的最大值和周期分别变为 ( )A400V, 0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08sB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-0.5-0.50.020.020.010.01二、峰值和有效值二、峰值和有效值1、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）（
5、最大值）电容器的耐压值电容器的耐压值由于交变电流的大小和方向随时间变化，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，而是只我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流要知道交变电流在某段时间内的平均效在某段时间内的平均效果果就可以了。就可以了。那么我们怎样来衡量交变电流的平均那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？效果呢？ 请看下面的思考与讨论请看下面的思考与讨论2 2、交流的有效值的定义：、交流的有效值的定义： 根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流与来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如
6、果在交流的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。个直流的数值叫做这个交流的有效值。有效值的符号有效值的符号 E、U、I二、二、峰值和有效值峰值和有效值3 3、正弦交流电正弦交流电的有效值与峰值的关系：的有效值与峰值的关系：二、峰值和有效值二、峰值和有效值说明：说明：、以上关系式只适用于、以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电；流电；、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 指的是有效值；指的是有效值； 、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的读
7、数是 有效值有效值、对于交流电若没有特殊说明的均指、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值有效值平均值：平均值：、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一定要用平均值。平均值。4 4、注意：、注意：峰值峰值、有效值有效值、平均值平均值 在应用上的区别。在应用上的区别。 、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时时必须用交流电的有效值。必须用交流电的有效值。 、考虑电容器是否会被击穿时用、考虑电容器是否会被击穿时用峰值峰值4 4、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
8、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，为避免意外阻用电器上，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事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于于 _A_A。20020020.25200u/vt/s课堂练习课堂练习5、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。求：。求：（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）计算）计算它们在它
9、们在R上产生的功率之比。上产生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I12R:I22R（I1I2）21:2 6.如图表示一交流的电流随时间变如图表示一交流的电流随时间变化的图像化的图像,求该电流的有效值。求该电流的有效值。Im0T/2Ti/At/s例题例题:如图是正弦式电流经半波整流如图是正弦式电流经半波整流后的波形，电流的最大值为后的波形，电流的最大值为Im，试计，试计算它的有效值？算它的有效值？三、相位三、相位 与与 相位差相位差 对于一支交流电，我们称对于一支交流电，我们称“sin”后面的量叫做交变电流的后面的量叫做交变电流的相位相位，t=0时的相位叫做时的相位叫做初相位初相位 对于两支交流电
10、，他们的相位之对于两支交流电，他们的相位之差叫做他们的差叫做他们的相位差相位差三、相位与相位差三、相位与相位差 ：同相同相: 两步调相反。两步调相反。txoA1A2x1x2同相同相x2xox1t反相反相A1A2 同相和反相：同相和反相：两步调相同两步调相同。反相反相: 小结小结3、最大值（、最大值（峰值）峰值）： Em Um m 4、瞬时值：、瞬时值： u i 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 1）定义）定义： 根据根据电
11、流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相来规定，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，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。就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 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：A.A.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 C. C.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。 B. B.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。 3、如图示为某正弦交流电流的图、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。出该电流的瞬时值表达式。 Im20A100rad/s.电流的瞬时表达式为电流的瞬时表达式为i20sin100t (A)T0.02s
