52表征交变电流的物理量.ppt

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1、第二节第二节 表征交变电流的物理量表征交变电流的物理量一、周期和频率一、周期和频率 1周期（周期（T）：）：交变电流完成一次周期性变化所需的交变电流完成一次周期性变化所需的时间。单位是秒（时间。单位是秒（s）。）。2频率（频率（f）：）：交变电流在交变电流在1s内完成周期性变化的次数。内完成周期性变化的次数。单位是赫兹（单位是赫兹（Hz）。且）。且f=1/T。我国工农业生产和生活中用的交变电流我国工农业生产和生活中用的交变电流，周期，周期T=0.02 s，f=50 Hz，电流方向每秒改变，电流方向每秒改变100次。次。二、峰值二、峰值(最大值最大值)和有效值和有效值 1峰值峰值(最大值最大值)

2、：交变电流在一个周期内所能达到的交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。最大数值。用用 Im、Em表示表示 Em=NBSW 思考与讨论思考与讨论 如如图图所所示示的的电电流流通通过过一一个个R=1R=1的的电电阻阻，它不是恒定电流。它不是恒定电流。1 1、怎样计算通电、怎样计算通电1s1s内内电阻电阻R R中产生的热量中产生的热量?Q=IQ=I1 12 2RtRt1 1+I+I2 22 2RtRt2 2Q=1Q=12 21 10.4+20.4+22 21 10.6=2.8(J)0.6=2.8(J)2 2、如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电、如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻阻

3、R R，也能在，也能在1s1s内产生同样的热，这个电流是多大内产生同样的热，这个电流是多大?Q=IQ=I2 2R R（t t1 1+t+t2 2）=2.8=2.8I I2 21 11=2.81=2.8I I2 2R(tR(t1 1+t+t2 2)=I)=I1 12 2RtRt1 1+I+I2 22 2RtRt2 2i/At/s1-2-12010.52 2有效值有效值 交流的有效值是根据电流的交流的有效值是根据电流的热效应热效应来规定的。来规定的。定义：让交流和直流通过定义：让交流和直流通过相同相同阻值的电阻，如果它们在阻值的电阻，如果它们在相同相同的的时间内产生的热量时间内产生的热量相等相等，

4、就把这一直流的数值叫做这一交流的有，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。效值。（用（用U U、I I表示）表示）7.7.右下图表示一交变电流随时间而变化的图象，右下图表示一交变电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是（此交流电流的有效值是（）A.5 A.5 B.5A C.D.3.5AB.5A C.D.3.5AI=5(A)I=5(A)B说明：说明：正弦交变电流的有效值与最大值之间有如下的关系：正弦交变电流的有效值与最大值之间有如下的关系：我们通常说家庭电路的电压是我们通常说家庭电路的电压是220V220V，便是指有效值。，便是指有效值。交流电器的铭牌上所标示的额定电压及额定电流的数交流电

5、器的铭牌上所标示的额定电压及额定电流的数值为有效值。值为有效值。一般交流电表（电压表或电流表）所测量的数值为有一般交流电表（电压表或电流表）所测量的数值为有效值。效值。凡是没有特别说明的交变电流的数值都是有效值。凡是没有特别说明的交变电流的数值都是有效值。220Vi/At/s+10-100.050.1 0.150.2 例例、如如图图是是一一个个按按正正弦弦函函数数规规律律变变化化的的交交变变电电流流请请根根据据图图象象求求出出它它的的周周期期,频频率率,最最大大值值和和有有效效值值,并写出电流的函数表达式并写出电流的函数表达式.解析解析:由图象可知由图象可知:T=0.2s T=0.2s 根据根

6、据 f=f=1 1/T T 得得:f=5Hz.f=5Hz.有效值有效值:最大值最大值:电流的函数表达式电流的函数表达式:此交流电的电流的有效值为此交流电的电流的有效值为I=3AI=3A最大值为最大值为3例例1、在相同的时间内，某正弦交流电通过一阻值为在相同的时间内，某正弦交流电通过一阻值为100的电阻产生的热量，与一电流强度为的电阻产生的热量，与一电流强度为3A的直流电的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则（通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则（）A.此交流电的电流的有效值为此交流电的电流的有效值为3A，最大值为，最大值为3 AA、此交流电的电流的有效值为、此交流电的电流的有效值为3A

7、，最大值为，最大值为3AB、此交流电的电流的有效值为、此交流电的电流的有效值为3 A，最大值，最大值6AC、电阻两端的交流电压的有效值为、电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为，最大值为300 VD.电阻两端的交流电压的有效值为电阻两端的交流电压的有效值为300 v，最大值为，最大值为 600VAC此交流电的电压的有效值为此交流电的电压的有效值为U=IR=300VU=IR=300V最大值为最大值为300例例2、一一只只低低压压教教学学电电源源输输出出的的交交变变电电压压瞬瞬时时值值U=10 sin314t(V)，关关于于该该电电源源的的规规格格和使用，以下说法正确的是（和使用，以下说法

8、正确的是（）A.这只电源可以使这只电源可以使10V2W的灯泡正常发光的灯泡正常发光B.这只电源的交变电压的周期是这只电源的交变电压的周期是314sC.这只电源在这只电源在t=0.01s时电压达到最大值时电压达到最大值D.“10V2F”电容器不能接在这只电源上电容器不能接在这只电源上 A D 例例3、发发电电机机转转子子是是匝匝数数n=100，边边长长L=20cm的的正正方方形形线线圈圈，其其置置于于磁磁感感应应强强度度B=0.5T的的匀匀强强磁磁场场中中，绕绕着着垂垂直直磁磁场场方方向向的的轴轴以以=100(rads)的的角角速速度度转转动动，当当转转到到线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向垂

9、垂直直时时开开始计时始计时.线圈的电阻线圈的电阻r=1，外电路电阻，外电路电阻R=99.试求：试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；外电阻上消耗的功率；(3)从从计计时时开开始始，线线圈圈转转过过/3的的过过程程中中，通通过过外外电电阻的电荷量是多少阻的电荷量是多少?例例4 4、如如图图，矩矩形形线线圈圈面面积积为为s s，匝匝数数为为N N，线线圈圈电电阻阻为为r r，在在磁磁感感强强度度为为B B的的匀匀强强磁磁场场中中绕绕OOOO轴轴以以角角速速度度匀匀速速转转动动，外外电电路路电电阻阻为为R R。求：求：、写写出出线线圈圈在在转转动动

10、中中产产生生的的电电动势的最大值表达式；动势的最大值表达式；、如如果果线线圈圈从从图图示示位位置置开开始始计计时，写出电动势的瞬时表达式；时，写出电动势的瞬时表达式；、当当线线圈圈由由图图示示位位置置转转过过90900 0的的过程中，电阻过程中，电阻R R上所产生的热量；上所产生的热量；、当当线线圈圈由由图图示示位位置置转转过过90900 0的的过程中，通过电阻过程中，通过电阻R R的电荷量。的电荷量。abcdOORBE,r 1111试求图示电压试求图示电压的有效值：的有效值：100t/suT/2T3T/22Tt/s0.10.20.310-1000.4i/A1212、如图所示，表示一交流电的电

11、流随、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？多少？反馈练习反馈练习.图中是某一交流电电流随时间变化图中是某一交流电电流随时间变化的图像，此交流电的有效值是的图像，此交流电的有效值是 .100 1 2 3 4 5 6 5Ai/At/0.01s5.一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上，该电热器所消耗的电功率为流电源上，该电热

12、器所消耗的电功率为P2，则，则P1：P2为（为（）A.2：1 B.1：2 C.1：1 D.1：A6.6.把电热器接到把电热器接到110V110V的直流电源上，每秒产生的热量的直流电源上，每秒产生的热量为为Q Q，现把它接到交流电源，现把它接到交流电源E E，每秒产生的热量为，每秒产生的热量为2Q2Q，则交流电压的最大值是（则交流电压的最大值是（）A.110 VA.110 V B.220 V B.220 V C.220V C.220VD.110VD.110VC 8 8、正正弦弦交交流流电电压压U=50sin100tU=50sin100t（V V）加加在在一一个个氖氖管管灯灯泡泡两两端端，已已知知

13、氖氖管管的的辉辉光光电电为为 ，求求：这这个个氖氖管管灯灯泡泡接接在在此此交交流流电电压上一个周期里发光的时间是压上一个周期里发光的时间是 （）A.0.02B.0.0025s C.0.01sD.0.005sC 13.13.一一小小型型发发电电机机内内的的矩矩形形线线圈圈在在匀匀速速磁磁场场中中以以恒恒定定的的角角速速度度绕绕垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的固固定定轴轴转转动动，线线圈圈匝匝数数n=100n=100，穿穿过过每每匝匝的的磁磁通通量量随随时时间间按按正正弦弦规规律律变变化化，如如图图所所示示，发发电电机机内内阻阻r=5.0r=5.0，外外电电路路电电阻阻R=R=9595。已已知知感

14、感应应电电动动势势的的最最大大值值E Em m=n nm m。其其中中m m为为穿穿过过每每匝匝线线圈圈磁磁通通量量的的最最大大值值。求求串串联联在在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？A A 9.9.将将一一电电热热器器接接在在10V10V直直流流电电源源上上，在在时时间间t t内内可可将将一一壶壶水水烧烧开开.现现将将电电热热器器接接到到一一个个U=10sint(V)U=10sint(V)的的交交变变电电源源上上，煮煮开开同同一一壶壶水水需需时时间间_；若若接接到到另另一一交交流流电电源源上上，需需要要时时间间为为t t3 3，那那么么这这个个交

15、交流流电电源源最最大值为大值为_._.10.10.某某电电路路两两端端交交流流电电压压u=Uu=Um msin100t(V)sin100t(V)，在在t=0.005st=0.005s时时刻刻，电电压压u u值值为为10V.10V.求求接接在在此此电电路路两两端端的的电电压压表表示示数数.如如将将阻阻值值为为R R的的电电阻阻接接在在此此交交流流电电压压上上时时功功率率为为P P；而而改改接接在在电电压压为为U U0 0的直流电压上时功率为的直流电压上时功率为P P2 2，求，求U U0 0值值.11试求图示电压的有效值：10U=5(v)U=5(v)U=10(v)U=10(v)12.12.下列关

16、于交变电流的有效值的说法中，正确的是（下列关于交变电流的有效值的说法中，正确的是（）A A交变电流的有效值就是平均值；交变电流的有效值就是平均值；B B任何交变电流的最大值总是等于有效值的任何交变电流的最大值总是等于有效值的 倍；倍；C C交变电流的有效值是根据电流热效应来规定的；交变电流的有效值是根据电流热效应来规定的；D D正弦交变电流的有效值是按正弦规律变化的。正弦交变电流的有效值是按正弦规律变化的。C 13.13.下面关于交变电流的说法中正确的是下面关于交变电流的说法中正确的是（）A.A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值交变电流的最大

17、值 B.B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值时值 C.C.给定的交变电流数值，在没有特别说明给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值的情况下都是指有效值 D.D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值值是交变电流的有效值CD 4.在在如如图图所所示示电电路路中中，已已知知交交流流电电源源电电压压U=200sin(100t)V，电电阻阻R=100.则则电电流流表和电压表的读数分别为（表和电压表的读数分别为（）A.1.41A，200V B.1.41A，141V C.2A，200V D.2A，14

18、1VB 3.3.一一个个电电阻阻接接在在10V10V的的直直流流电电源源上上，它它的的发发热热功功率率为为P P，当当接接到到电电压压U=10sint(V)U=10sint(V)的的交交流流电源上，它的发热功率是（电源上，它的发热功率是（）A.0.25PA.0.25PB.0.5PB.0.5PC.PC.PD.2PD.2PBP=U2/R课堂小结课堂小结1、峰值（最大值）：、峰值（最大值）：Em=NBS 一般在讨论电容器的耐压值时一般在讨论电容器的耐压值时一般在讨论电容器的耐压值时一般在讨论电容器的耐压值时,应以交流电的最大应以交流电的最大应以交流电的最大应以交流电的最大值进行分析值进行分析值进行分

19、析值进行分析.2、瞬时值：、瞬时值：e=Emcost e=Emsint3、有效值：、有效值：根据电流的根据电流的热效应热效应来规定的来规定的（1 1）正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：）正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：4、平均值：、平均值：我们通常说家庭电路的电压是我们通常说家庭电路的电压是220V220V，便是指有，便是指有效值。效值。交流电器的铭牌上所标示的额定电压及额定交流电器的铭牌上所标示的额定电压及额定电流的数值为有效值。电流的数值为有效值。一般交流电表（电压表或电流表）所测量的一般交流电表（电压表或电流表）所测量的数值为有效值。数值为有效值。凡是没有特别说明的交变电流的数值都是有凡是没有特别说明的交变电流的数值都是有效值。效值。（6 6）计算热量和）计算热量和电功率用有效值用有效值 E=2NBS /=2Em/计算电量用平均值计算电量用平均值