《描述交變電流的物理量》

第五章交變電流第2節(jié)

描述交變電流的物理量

一、交變電流：

大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。二、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流電。知識回顧2、正弦交變電流的規(guī)律從中性面開始計時，得出瞬時電動勢：瞬時電流:瞬時電壓:其中:知識回顧由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時間做周期性變化，因此在交流電路中使用電壓和電流不能全面地反映其電路的特性，對交變電流就需要多一些的物理量來描述其不同方面的特性．知識回顧閱讀教材，回答下列問題：

（1）什么叫交變電流的周期？

（2）什么叫交變電流的頻率？

（3）它們之間的關(guān)系是什么？

（4）我國使用的交變電流是“220V，50Hz”的交變電流。則交變電流的周期和頻率各是多大？一、周期和頻率也是線圈轉(zhuǎn)動一周的時間

3．我國工農(nóng)業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次．2．頻率：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)，用f

表示，單位是Hz．1．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間.

用T表示，單位是s．一、周期和頻率我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_____s，頻率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化____次。0.0250100π100

1

3、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。

Im＝20Aω＝100πrad/s.電流的瞬時表達(dá)式為i＝20sin100πt(A)T＝0.02s

21、瞬時值：

對應(yīng)某一時刻的交流的值用小寫字母表示，e,i,u2、峰值：交變電流在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值．

用大寫字母表示，Um

Im

Em（1）最大值在實際中有一定的指導(dǎo)意義，所有使用交流的用電器，其最大耐值應(yīng)大于其使用的交流電壓的最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值電容器的耐壓值電容器上的標(biāo)稱電壓值是電容器兩極間所允許電壓的最大值

（2）線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，電動勢的最大值（3）最大值可以表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低，但不適于用來表示交流產(chǎn)生的效果．二、峰值和有效值甲、乙圖中電爐燒水,設(shè)壺材料相同、水質(zhì)量相等、水的初溫相同．若直流電源用10分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開電爐燒水二、峰值和有效值交流電的熱效果和直流電相同我的電流是恒定的3A我10分鐘把水燒開我10分鐘也把水燒開！我的電流是變化的我的電流有效值也是3A3．有效值（1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值．（2）特點：交變電流的有效值根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，但一般與所取時間的長短有關(guān)，在無特別說明時是以一個周期的時間來確定有效值的二、峰值和有效值

對正弦交流電有：

I=

U=

E=任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用．4．有效值與最大值之間的關(guān)系二、峰值和有效值關(guān)于有效值的說明

1、通常所說照明電路的電壓是220v和動力電壓380V及保險絲的熔斷電流都指的是交流的有效值。

2、各種使用交流的電器設(shè)備的銘牌上所標(biāo)的額定電流和額定電壓的數(shù)值都是它的有效值。

3、交流電壓表和電流表所測的數(shù)值也是有效值。

4、如果沒有特別說明，一般說到交流的電動勢、電壓、電流或計算電功率，電熱時指的都是有效值。

5、通常電容器及二極管所標(biāo)的耐壓值指的是最大值.二、峰值和有效值i/At/s+10-100.050.10.150.2如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流.請根據(jù)圖象求出它的周期,頻率,最大值和有效值,并寫出電流的函數(shù)表達(dá)式.解析:由圖象可知:T=0.2s根據(jù)f=1/T得:f=5Hz.有效值:最大值:電流的函數(shù)表達(dá)式:

3 1.擊穿電壓為300V的電容器能否接到220V的交流上？ 2.請寫出日常用電（市電）電壓的瞬時值表達(dá)式：不能根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計算電流的有效值．4四.相位

正弦符號“sin”后面的量“t+”叫做交變

電流的相位（phase）,是t=0時的相位，叫做交變

電流的初相位。兩支交流的相位之差叫做它們的相

位差。如果它們的頻率相同，但初相位不同，即四.相位

到網(wǎng)上收集有關(guān)各種波形交變電流應(yīng)用實力資料,并與同學(xué)交流.課外探究課外探究220V課外探究1．如圖所示，是一交變電流隨時間變化的圖象，求此交變電流的有效值．Em＝50V

由ω＝2πf＝100πrad/s得f＝50Hz2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_____Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于______V；若將該電壓加在一阻值為1KΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于______

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