描述交变电流的物理量PPT

1、第二节第二节 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sinmeE从中性面开始计时从中性面开始计时tIimsintUumsin纯电阻电路中纯电阻电路中的路端电压的路端电压一、描述交流电的物理量：一、描述交流电的物理量：1 1最大值（峰值）：最大值（峰值）： Em Um m mENBS瞬时值：瞬时值： u i e恒定直流，由于大小和方向都不变化，只用电流和电压两个物理量进行描述。而交变电流，它的大小和方向都随时间做周期性变化，那么，又该用什么物理量进行合理的描述呢电容器所能承受的电压要高于交变电流的峰值，否则电容器就可能被击穿电容器所能承受的电压要高于交变电流的峰值，否则电容器就

2、可能被击穿一、交变电流的周期和频率一、交变电流的周期和频率交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。变化快慢的。1、周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，、周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。叫做交变电流的周期。 周期用周期用T表示，单位是表示，单位是s。2、频率：交变电流在、频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，内完成周期性变化的次数， 叫做交变电流的频率。叫做交变电流的频率。 频率用频率用f表示，单位是表示，单位是Hz。3、周期、频率和角速度的关系是：、周期、频率和角速

3、度的关系是：22 fT=说明说明 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是频率是50Hz，电流方向每秒钟改变，电流方向每秒钟改变100次。次。 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。角速度越大，周期越短、频率越高。角速度越大，周期越短、频率越高。n=f(数值上相等数值上相等) 峰值和有效值峰值和有效值 1 1峰值：峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数交变电流在一个周期内所能达到的最大数值值 （1 1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使）最大值在实际中有一定的指导意义

4、，所有使用交流的用电器，其用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值极间所允许电压的最大值 （2 2）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果低，但不适于用来表示交流产生的效果 （3 3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值：转时，电动势的最大值：nBSEm例例2 2、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动某线圈在匀强磁场中转动所

5、产生的电动势变化规律为势变化规律为e=Ee=Em msintsint，保持其它条件不变，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（所产生的电动势的瞬时表达式为（ ） A.e=2EA.e=2Em m sin2t sin2t B.e=2E B.e=2Em m sint sint C.e=4E C.e=4Em m sin2t sin2t D.e=4E D.e=4Em m sintsintC如果在同样的时间内，直流电和交流电都能把水烧开，表明交流电产生的效果和直流电相同。-212i/At/s-100.51例题例题1：

6、如图所示电流如图所示电流I通过一个通过一个R=1的电阻。的电阻。他不是恒定电流。他不是恒定电流。1. 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. 如果有一个大小如果有一个大小、方向、方向 都不变的恒定电流通过这个电都不变的恒定电流通过这个电阻阻R也能在也能在S内产生同样的热量，这个电流是多大？内产生同样的热量，这个电流是多大？答案：答案：2.8J 1.67A2.8J 1.67AiuRIuR二、有效值二、有效值： E U E U I I （1 1）定义）定义： 根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在直

7、流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个一个周期周期内产生的热量相等，就把这一直流电的内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。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：0.7072mmEEE0.7072mmIII有效值的几点说明有效值的几点说明：1、在计算交变电流通过导体的电功、热量和电功率、在计算交变电流通过导体的电功、热量和电功率时，要用交变电流的有效值。时，要用交变电流的有效值。2、保险丝的熔断电流为有效值。、保险丝的熔断电流为有效值。3、各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、各种使用交变电流的电器设

8、备上所标的额定电压、额定电流均指有效值。额定电流均指有效值。4、交流电表的示数为有效值。、交流电表的示数为有效值。5、我国民用照明电压、我国民用照明电压220V和动力电压和动力电压380V都是指都是指有效值。有效值。6、若无特别说明，通常所说的交变电流的电压、电、若无特别说明，通常所说的交变电流的电压、电流、电动势都是指有效值。流、电动势都是指有效值。练习练习2：如图所示是一交变电流的：如图所示是一交变电流的it图象，则该交变图象，则该交变电流的有效值为电流的有效值为( )设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得.而tt1t2，代入数据解得：I A，222122mmIRtI RtI Rt骣+

9、=桫2 303平均值：平均值：ENt 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一定要用 平均值。平均值。三、三、峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、平均值平均值在在应用上的区别。应用上的区别。 B在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必时必须用交流电的有效值。比如保险丝须用交流电的有效值。比如保险丝 A要求瞬间不能超过某个极值。要求瞬间不能超过某个极值。 比如：电容的击穿电压。比如：电容的击穿电压。 例例2.2.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。若将该电

10、压加在在10uF10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小的电容器上，则电容器的耐压值不应小于于_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的的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避纯电阻用电器上，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免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于流不能低于_A_A。20020020.2520021 . 0u/vt/s练习练习4 4. .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，匀强磁场的磁感应强，匀强磁

11、场的磁感应强度为度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速旋转时，的转速匀速旋转时，求：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 圈中感圈中感应电动势的瞬时表达式；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。V325(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A25 .2V25 .22Vt)10sin(5025 J25 J 练习练习3 3. .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，线圈面积为圈面积为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的的匀强磁场中绕匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外匀速转动，外电路电阻为电路电阻为R R。在线圈由图示