描述交变电流的物理量2

1、描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 一、周期一、周期T(s) 一、周期一、周期T(s) 定义定义: 交变电流完成一次周期性变化交变电流完成一次周期性变化 所需的时间所需的时间. 一、周期一、周期T(s) 定义定义: 交变电流完成一次周期性变化交变电流完成一次周期性变化 所需的时间所需的时间. （线圈转动一周的时间）（线圈转动一周的时间） 一、周期一、周期T(s) 定义定义: 交变电流完成一次周期性变化交变电流完成一次周期性变化 所需的时间所需的时间. （线圈转动一周的时间）（线圈转动一周的时间） Um 0 U/V 0.02 0.04 t/ s 二、频率二、频率f(Hz) 二、频率二、频率

2、f(Hz) 定义定义: 交变电流在一秒内完成周期性交变电流在一秒内完成周期性 变化的次数变化的次数. 二、频率二、频率f(Hz) 定义定义: 交变电流在一秒内完成周期性交变电流在一秒内完成周期性 变化的次数变化的次数. 1f? ?T二、频率二、频率f(Hz) 定义定义: 交变电流在一秒内完成周期性交变电流在一秒内完成周期性 变化的次数变化的次数. 1f? ?T2? ? ? ?2? ?f? ?T二、频率二、频率f(Hz) 定义定义: 交变电流在一秒内完成周期性交变电流在一秒内完成周期性 变化的次数变化的次数. 1f? ?T2? ? ? ?2? ?f? ?T(转速转速n：线圈在单位时间内转的圈数：

3、线圈在单位时间内转的圈数. 单位：单位：r/s , r/min) 三三. 有效值有效值 思考与讨论思考与讨论 如图如图5.2-2的的 电流电流i通过一个通过一个R =1? ? 的电阻。它的电阻。它 不是恒定电流。不是恒定电流。 1. 怎样计算通电怎样计算通电1s内电阻内电阻R中产生的中产生的 热量？热量？ 2. 如果有一个大小、方向都不变的恒如果有一个大小、方向都不变的恒 定电流通过这个电阻定电流通过这个电阻R，也能在，也能在1s内产生同内产生同 样的热，这个电流是多大？样的热，这个电流是多大？ (1 )Q =22I1Rt122+2I2Rt2? ?2 .8 J(2)Q = I RtI =2 .

4、8A三三. 有效值有效值 定义定义: 让交变电流和直流电流通过让交变电流和直流电流通过相同阻值相同阻值的的 电阻，如果在电阻，如果在相同时间相同时间(一般选择一个周期一般选择一个周期)里，它里，它 们产生的们产生的热量相等热量相等，这一交变电流的电流，这一交变电流的电流(或电压或电压) 的有效值就跟这个直流电的电流的有效值就跟这个直流电的电流(或电压或电压)相等。相等。 三三. 有效值有效值 定义定义: 让交变电流和直流电流通过让交变电流和直流电流通过相同阻值相同阻值的的 电阻，如果在电阻，如果在相同时间相同时间(一般选择一个周期一般选择一个周期)里，它里，它 们产生的们产生的热量相等热量相等

5、，这一交变电流的电流，这一交变电流的电流(或电压或电压) 的有效值就跟这个直流电的电流的有效值就跟这个直流电的电流(或电压或电压)相等。相等。 说明说明: 各种使用交变电流的电器设备上所各种使用交变电流的电器设备上所标的标的 额定电压和额定电流的数值，一般交流电流表和电额定电压和额定电流的数值，一般交流电流表和电 压表压表测量的测量的数值，均指有效值。以后数值，均指有效值。以后提到的提到的交流数交流数 值，凡没有特别说明的，值，凡没有特别说明的，都指有效值都指有效值。 (1)(1)正弦式交流电正弦式交流电 Im i 0 - Im t (2)(2)方波方波 Im 0 i t - Im (1)(1

6、)正弦式交流电正弦式交流电 Im i 0 - Im t (2)(2)方波方波 Im 0 i t Em? ? ?E? ?2? ?Im? ? ?I? ?2? ? ?Um? ?U? ?2? ?- Im (1)(1)正弦式交流电正弦式交流电 Im i 0 - Im t (2)(2)方波方波 Im 0 i t Em? ? ?E? ?2? ?Im? ? ?I? ?2? ? ?Um? ?U? ?2? ?- Im ? ?I? ?Im? ?U? ?Um? ?想一想想一想 1. 下图是一交变电流的电压图象下图是一交变电流的电压图象, U/V 请求出其电压的有效值请求出其电压的有效值. 4 20 0.5 1 1.5

7、 2 t/( 10-2s) ? ?3 2想一想想一想 1. 下图是一交变电流的电压图象下图是一交变电流的电压图象, 请求出其电压的有效值请求出其电压的有效值. U/V 5V 4 20 0.5 1 1.5 2 t/( 10-2s) ? ?3 2正弦曲线的特点正弦曲线的特点 EmEm 2e Em/2 0 TT2t 正弦曲线的特点正弦曲线的特点 EmEm 2e Em/2 0 TT4T2t 正弦曲线的特点正弦曲线的特点 EmEm 2e Em/2 0 TTT8 4T2t 正弦曲线的特点正弦曲线的特点 EmEm 2e Em/2 0 TT TT12 8 4T2t 交流的交流的“四值四值” 交流的交流的“四值

8、四值” 1、平均值、平均值 2、最大值、最大值(峰值峰值) 3、有效值、有效值 4、瞬时值、瞬时值 交流的交流的“四值四值” 1、平均值、平均值 适于计算通过导体的电荷量适于计算通过导体的电荷量 2、最大值、最大值(峰值峰值) 3、有效值、有效值 4、瞬时值、瞬时值 交流的交流的“四值四值” 1、平均值、平均值 适于计算通过导体的电荷量适于计算通过导体的电荷量 2、最大值、最大值(峰值峰值) 适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题 3、有效值、有效值 4、瞬时值、瞬时值 交流的交流的“四值四值” 1、平均值、平均值 适于计算通过导体的电荷量适于计算通过导体的电

9、荷量 2、最大值、最大值(峰值峰值) 适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题 3、有效值、有效值 适于处理功、热、保险丝熔断等问题适于处理功、热、保险丝熔断等问题 4、瞬时值、瞬时值 交流的交流的“四值四值” 1、平均值、平均值 适于计算通过导体的电荷量适于计算通过导体的电荷量 2、最大值、最大值(峰值峰值) 适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题 3、有效值、有效值 适于处理功、热、保险丝熔断等问题适于处理功、热、保险丝熔断等问题 4、瞬时值、瞬时值 能得到最大值、能得到最大值、T、f 等量等量 想一想想一想 2. 击穿电压

10、为击穿电压为300V的电容器能否的电容器能否 接到接到220V的交流上？的交流上？ 3. 请写出日常用电（市电）电压请写出日常用电（市电）电压 的瞬时值表达式的瞬时值表达式; 市电每秒钟改变电流市电每秒钟改变电流 方向多少次方向多少次? 想一想想一想 2. 击穿电压为击穿电压为300V的电容器能否的电容器能否 接到接到220V的交流上？的交流上？ 不能不能 3. 请写出日常用电（市电）电压请写出日常用电（市电）电压 的瞬时值表达式的瞬时值表达式; 市电每秒钟改变电流市电每秒钟改变电流 方向多少次方向多少次? 想一想想一想 2. 击穿电压为击穿电压为300V的电容器能否的电容器能否 接到接到22

11、0V的交流上？的交流上？ 不能不能 3. 请写出日常用电（市电）电压请写出日常用电（市电）电压 的瞬时值表达式的瞬时值表达式; 市电每秒钟改变电流市电每秒钟改变电流 方向多少次方向多少次? u? ?311 sin314 t想一想想一想 2. 击穿电压为击穿电压为300V的电容器能否的电容器能否 接到接到220V的交流上？的交流上？ 不能不能 3. 请写出日常用电（市电）电压请写出日常用电（市电）电压 的瞬时值表达式的瞬时值表达式; 市电每秒钟改变电流市电每秒钟改变电流 方向多少次方向多少次? u? ?311 sin314 t100次次 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正

12、弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期、频率和电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.1 0.2 t/s 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期、频率和电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.2s 0.2 t/s 0.1 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期

13、、频率和电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.2s 5Hz 0.2 t/s 0.1 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期、频率和电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.1 0.2 t/s 0.2s 5Hz 10A 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期、频率和

14、电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.1 0.2 t/s 0.2s 5Hz 10A 7.07A 想一想想一想 4. 下图是一正弦交变电流的电流图下图是一正弦交变电流的电流图 象象. 请求出它的周期、频率和电流的最大请求出它的周期、频率和电流的最大 值、有效值值、有效值, 写出电流的瞬时值表达式写出电流的瞬时值表达式. 10 0 -10 i/A 0.1 0.2 t/s 0.2s 5Hz 10A 7.07A u? ?10 sin31 .4t四四. 相位相位 四四. 相位相位 四四. 相位相位

15、 u1= Emsin(? ?t+? ?1)u2= Emsin(? ?t+? ?2)四四. 相位相位 正弦符号正弦符号“sin”后面的量后面的量“? ? t +? ?”叫做交变叫做交变 电流的电流的相位（相位（phase）, ? ?是是t=0时的相位，叫做交变时的相位，叫做交变 电流的初相位。两支交流的相位之差叫做它们的电流的初相位。两支交流的相位之差叫做它们的 相相 位差位差。如果它们的频率相同，但初相位不同，即。如果它们的频率相同，但初相位不同，即 u1= Emsin(? ?t+? ?1)u2= Emsin(? ?t+? ?2)四四. 相位相位 正弦符号正弦符号“sin”后面的量后面的量“?

16、 ? t +? ?”叫做交变叫做交变 电流的电流的相位（相位（phase）, ? ?是是t=0时的相位，叫做交变时的相位，叫做交变 电流的初相位。两支交流的相位之差叫做它们的电流的初相位。两支交流的相位之差叫做它们的 相相 位差位差。如果它们的频率相同，但初相位不同，即。如果它们的频率相同，但初相位不同，即 那么相位差（那么相位差（? ? t +? ?2）-（? ? t +? ?1）= ? ?2- ? ?1 是是 个常数，不随时间变化，这时我们说，这两支交流个常数，不随时间变化，这时我们说，这两支交流 “具有确定的相位差具有确定的相位差 ”。 u1= Emsin(? ?t+? ?1)u2= E

17、msin(? ?t+? ?2) 例例1 1. 一只氖管的起辉电压与交流一只氖管的起辉电压与交流电电U=50sin314t (V)的有效值相等的有效值相等, 求求1个周期内氖管的发光时间个周期内氖管的发光时间( ); 1min内的发光次数为内的发光次数为( ). 例例1 1. 一只氖管的起辉电压与交流一只氖管的起辉电压与交流电电U=50sin314t (V)的有效值相等的有效值相等, 求求1个周期内氖管的发光时间个周期内氖管的发光时间( ); 0.01s 1min内的发光次数为内的发光次数为( ). 例例1 1. 一只氖管的起辉电压与交流一只氖管的起辉电压与交流电电U=50sin314t (V)的有效值相等的有效值相等, 求求1个周期内氖管的发光时间个周期内氖管的发光时间( ); 0.01s 1min内的发光次数为内的发光次数为( ). 6000次次 例例2 2. 完全相同的两个电热器完全相同的两个电热器, 分别分别通以图示电流通以图示电流, 则两个电热器的电功则两个电热器的电功率之比为率之比为( ). Im 0 - Im i t Im i 0 -Im t 例例2 2. 完全相同的