《描述交变电流的物理量》.ppt

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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（2 2）频率：）频率：一秒内完成周期性变化的次数一秒内完成周期性变化的次数物理意义：表征交流电变化的快慢物理意义：表征交流电变化的快慢.（3 3）关系：）关系：1.1.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=_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。50100100课堂

2、练习课堂练习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，如图所示，如果其它条时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的件不变，仅使线圈的转速加倍转速加倍，则电，则电动势的动势的最大值和周期最大值和周期分别变为（分别变为（）A A400V,0.02s 400V,0.02s B BC C400V,0.08s 400V,0.08s D DBe/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,m 电容器电容器接在交流电路接在交流电路中，就需要知道交变电中，就需要知道交变电压的最大值其压

3、的最大值其耐压值耐压值要大于要大于Um.K2 2、瞬时值：、瞬时值：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）定义：）定义：根据根据电流的热效应电流的热效应来来规定，让规定，让交流交流和和直流直流通过通过相同阻值相同阻值的电阻的电阻，如果他们在一个，如果他们在一个周期内周期内产产生的生的热量热量Q Q相等相等，就把这一直流电的，就把这一直流电的数值数值(E(E、I I、U U）叫做这一交流电的）叫做这一交流电的有效值。有效值。E，U，I（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

4、最大值的关系：e/VOt/10-2S100-10024(3)(3)说明：说明：A A、以上关系式只适用于、以上关系式只适用于正弦正弦交流电；交流电；B B、交流用电器交流用电器的额定电压和额定电流的额定电压和额定电流 指的是有效值；指的是有效值；C C、交流电流表和电压表交流电流表和电压表的读数是有效值的读数是有效值D D、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。1.如图所示为某正弦交流电流的图像，如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。的瞬时值表达式。

5、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。若将该电压电压加在加在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，用电器的纯电阻用电器上，用电器恰恰能正常工作能正常工作，为避免意外事故的发生，该，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的电路中保险丝的额定电流额定电流不能低于不能低于_A_A。2002002002002u/vt/s 3.3

6、.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.计算计算它们在它们在R R上产生的上产生的功率之比功率之比.i/AOt/s0.450.2-5i/AOt/s0.45-50.2 例例4.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。求该电流的有效值。练习练习5 5：如图表示一交流随时间变化：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。的图像，求此交流的有效值。例例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，外接电阻电阻R R99，匀，匀强磁场的

7、磁感应强度为强磁场的磁感应强度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速的转速匀速旋转时，求：匀速旋转时，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。(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 各是各是多少多少2.5 J2.5 J练习练习3:3:一个电阻接在一个电阻接在10V10V的直流

8、电源上，的直流电源上，它的发热功率是它的发热功率是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 D2PB 例例7.7.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，在磁感应强度为为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匀速转动，外电路电阻为速转动，外电路电阻为R R。在。在线圈由图示位线圈由图示位置转过置转过9090的过程中的过程中，求：，求：(1)(1)通过电阻通过电

9、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QQ 在此过程中电阻在此过程中电阻R 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1 14 4，练习练习8 8：边长为：边长为a a的的单匝单匝正方形线圈在磁正方形线圈在磁感应强度为感应强度为B B的匀强磁场中，以的匀强磁场中，以OOOO为为轴匀速转动，轴匀速转动，角速度为角速度为，转轴与磁场方，转轴与磁场方向垂直，线圈向垂直，线圈电阻为电阻为R R，求：求：(1)(1)线圈线圈从图示位置从图示位置转过转过T T4 4的过程中产生的的过程中产生的热量热量QQ。(2)(2)线圈线圈从图示位

10、置从图示位置转过转过T T4 4的的过程中通过线圈某截面的电过程中通过线圈某截面的电量量q 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”。小结小结1 1最

11、大值（最大值（峰值）峰值）：Em Um m 瞬时值：瞬时值：u i e3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。4 4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 5有效值有效值：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。