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1、第五章交变电流第五章交变电流第第2 2节节描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量一、周期和频率一、周期和频率（1 1周期：周期：交交变电流完成一次周期性流完成一次周期性变化所需的化所需的时间（2 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物理意物理意义：表征交流：表征交流电变化的快慢化的快慢. .（3 3关系：关系： 1. 1.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=_sT=_s，频率频率f= _Hzf= _Hz，角速度，角速度= _rad/s= _rad/s，在，在1s1s内内电流的方向变化电流的方向变化_次。次。0.0250100100课堂练习
2、课堂练习2.2.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势与时间的关系，如下图，如果其它条件时间的关系，如下图，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则电动不变，仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为（势的最大值和周期分别变为（ ）A A400V,0.02s 400V,0.02s B B200V,0.02s200V,0.02sC C400V,0.08s 400V,0.08s D D200V,0.08s200V,0.08sBe/VOt/10-2S100-10024二、峰值和瞬时值二、峰值和瞬时值1 1、最大值峰值）：、最大值峰值）： Em , Um , Em , Um
3、 , m m 电容器接在交流电路电容器接在交流电路中，就需要知道交变电中，就需要知道交变电压的最大值其耐压值压的最大值其耐压值要大于要大于Um.K2 2、瞬时值：、瞬时值： e, u, i e, u, ieOtTEm思考与讨论思考与讨论t/sO1i/A21-1-20.5t/sO1i/A21-1-20.53 3、有效值：、有效值： （1 1定义：根据电流的热效应来规定，定义：根据电流的热效应来规定，让交流和直流通过相同阻值的电阻，如让交流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果他们在一个周期内产生的热量Q Q相等，相等，就把这一直流电的数值就把这一直流电的数值(E(E、I I、
4、U U叫做叫做这一交流电的有效值。这一交流电的有效值。E，U，I（2 2正弦交流电的有效值与最大值的关系：正弦交流电的有效值与最大值的关系：e/VOt/10-2S100-10024(3)(3)阐明：阐明：A、以上关系式只适用于正弦交流、以上关系式只适用于正弦交流电电；B、交流用、交流用电电器的器的额额定定电压电压和和额额定定电电流流 指的是有效指的是有效值值；C、交流、交流电电流表和流表和电压电压表的表的读读数是有效数是有效值值D、在求交流、在求交流电电的功、功率或的功、功率或电热时电热时必必须须用交流用交流电电的有效的有效值值。 1.如图所示为某正弦交流电流的如图所示为某正弦交流电流的图像，
5、求其峰值、周期和角速度，并图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。写出该电流的瞬时值表达式。课堂练习课堂练习10T=0.02s w=100 2. 2.某交流电压随时间的变化规律如图所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示，则此交流电的频率是_Hz_Hz。若将该。若将该电压加在电压加在10uF10uF的电容器上，则电容器的耐的电容器上，则电容器的耐压值不应小于压值不应小于_V_V；若将该电压加在一；若将该电压加在一阻值为阻值为1K1K的纯电阻用电器上，用电器恰的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路
6、中保险丝的额定电流不能低于电路中保险丝的额定电流不能低于_A_A。0.250.252002002002002u/vt/s 3.图图中两交中两交变电变电流通流通过过相同的相同的电电阻阻R.计计算它算它们们在在R上上产产生的功率之比生的功率之比.i/AOt/s0.450.2-5i/AOt/s0.45-50.2 例例4.如如图表示一交流的表示一交流的电流随流随时间变化的化的图像像,求求该电流的有效流的有效值。 练习5 5：如：如图表示一交流随表示一交流随时间变化化的的图像，求此交流的有效像，求此交流的有效值。例例6.6.如下如下图，线圈的面圈的面积是是0.050.05，共，共有有100100匝；匝；
7、线圈圈电阻阻为11，外接，外接电阻阻R R99，匀，匀强磁磁场的磁感的磁感应强度度为B B1 1TT，当，当线圈以圈以300r/min300r/min的的转速匀速旋速匀速旋转时，求：求：(1)若从若从线线圈圈处处于中性面开始于中性面开始计时计时，写出，写出线线 圈中感圈中感应电动势应电动势的瞬的瞬时时表达式；表达式；(2)线线圈圈转过转过130s时电动势时电动势的瞬的瞬时值时值多大；多大；(4) 线线圈每圈每转过转过一周，外力所做的功。一周，外力所做的功。(3)电电路中路中电压电压表和表和电电流表示数流表示数 各各是多少是多少2.5 J练习3:3:一个一个电阻接在阻接在10V10V的直流的直流
8、电源上，源上，它的它的发热功率是功率是P P，当接到，当接到电压为u=10sintVu=10sintV的交流的交流电源上，它的源上，它的发热功功率率（）AA0.25PB0.25PB0.5P0.5PCCPDPD2P2PB例例7.7.如下如下图，矩形，矩形线圈的匝数圈的匝数为n n，线圈面圈面积为S S，线圈内阻圈内阻为r r，在磁感，在磁感应强度度为B B的匀的匀强磁磁场中中绕OOOO轴以角速度以角速度匀速匀速转动，外，外电路路电阻阻为R R。在。在线圈由圈由图示位置示位置转过9090的的过程中，求：程中，求：(1)通通过电过电阻阻R的的电电量量q；(2) 电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热
9、Q 在此过程中电阻在此过程中电阻R上的焦上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热耳热为一个周期内产生焦耳热的的14， 练习8 8：边长为a a的的单匝正方形匝正方形线圈在磁圈在磁感感应强度度为B B的匀的匀强磁磁场中，以中，以OOOO为轴匀速匀速转动，角速度，角速度为，转轴与磁与磁场方向方向垂直，垂直，线圈圈电阻阻为R R，求：，求：(1)线线圈从圈从图图示位置示位置转过转过T4的的过过程中程中产产生的生的热热量量Q。(2)线线圈从圈从图图示位置示位置转过转过T4的的过过程中通程中通过线过线圈某截面的圈某截面的电电量量q。 5、相位、相位OtU 观察两条曲线有什么不同？观察两条曲线有什么不同？ 相位反
10、映了交变电流在任何时刻所处状态的物理量，是相位反映了交变电流在任何时刻所处状态的物理量，是增大还是减小，是正还是负等等。增大还是减小，是正还是负等等。相位：相位：“ ”叫做交流电的相叫做交流电的相位。位。“ ”叫做交流电的初相位。叫做交流电的初相位。相位差：两支交流的相位之差。相位差：两支交流的相位之差。是个常数，不随时间变化，则这两支交流是个常数，不随时间变化，则这两支交流“具有确定的相位差具有确定的相位差”。 小结1最大最大值值 峰峰值值）：）： Em Um m 瞬瞬时值： u i e3周期：交周期：交变电变电流完成一次周期性流完成一次周期性变变化所需的化所需的时间时间。4频频率：一秒内完
11、成周期性率：一秒内完成周期性变变化的次数。化的次数。5有效有效值值： E U I （1 1定定义： 根据电流的热效应来规定，让交流电根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在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，就把这一直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。流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2正弦交流正弦交流电的有效的有效值与最大与最大值的关系：的关系：留意：留意：A.A.对于交流于交流电若没有特殊若没有特殊说明的均指有效明的均指有效值C.C.求通求通过某某导体截面的体截面的电量一定要用平均量一定要用平均值。B.B.在求交流在求交流电的功、功率或的功、功率或电热时必必须用交流用交流电的有效的有效值。
