交變電流的描述課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

01交變電流的描述02交變電流有效值第2節(jié)

交變電流的描述03電容器對交流的影響04電感對交流的影響u/VO0.010.02t/s工業(yè)家庭兩圖中的交變電流變化規(guī)律，他們有什么異同？eO246t/s8eO246t/s8交變電流的變化快慢情況不一樣。新課導(dǎo)入交變電流的描述PART01我國工業(yè)和家庭電路中的交變電流的周期頻率角速度u/VO0.010.02t/s工業(yè)家庭1.

周期（T）：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。2.頻率（f）：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)。

3.關(guān)系：1s內(nèi)電流方向變化_____次交變電流的周期和頻率01家庭照明電壓為220V是指什么？1001、瞬時(shí)值:反映不同時(shí)刻交流電的大小和方向,用e、i、u表示2、峰值:交變電流最大瞬時(shí)值叫做峰值。用Em、Im和Um表示。Em=NBSω

正弦式交變電流的瞬時(shí)值和最大值02

u/VO0.010.02t/s工業(yè)家庭

求Q熱該用交變電流的什么值求解？正弦式交變電流的平均值03交變電流的有效值PART02思考與討論02如圖是通過一個(gè)R=1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線。這個(gè)電流不是恒定電流。（1）怎樣計(jì)算通過1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量（2）如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R也能在1S內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？在0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2，則（1）在0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1，則故1s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J（2）Q直=Q交帶入數(shù)據(jù)得：有效值03讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流的電流與電壓分別為I、U，我們就把

I、U

叫作這一交變電流的有效值。從有效值的定義看，“有效”指的是電流熱效應(yīng)的等效。RR~等效交變電流的有效值011、有效值定義：讓交流電和恒定電流通過阻值相同的電阻，如果它們在一個(gè)周期內(nèi)，產(chǎn)生熱量相等，則把這個(gè)恒定電流的電流I、電壓U，叫作該交流電的有效值。（3）求交變電流的電功或電熱時(shí)必須用有效值求解，不是平均值。

（2）等效替代條件：電阻相同，時(shí)間相同(一個(gè)周期)，熱量相同。（1）交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的．恒定電流和交變電流是等效替代關(guān)系。I有效i/AO1t/s2345-3有效值03怎樣求一般交流電的有效值？交流恒定電流ＩＵ通過大小相同電阻R在交流電的一個(gè)周期內(nèi)交流的有效值為ＩＵQ交=Q直IOTtIm-ImT/21、正弦式交變電流的有效值求解說明

正弦式交變電流的有效值03I2ROTtI2mT/2

IOTtIm-ImT/2I2有效R3、方波交流有效值求解思路：（1）電流分析（2）周期時(shí)間段分析。（3）列式求解方波交變電流的有效值021、方波交流特點(diǎn)：一周期內(nèi)電流變化為交流，但特定時(shí)間里為恒定電流。（1）方波交流一個(gè)周期的電熱：

（2）恒定電流在t1+t2內(nèi)的電熱：Q=I2R(t1+t2)

即I2×2=52×1+32×1

i/AO1t/s2345-3I有效正弦變形交變電流的有效值04ImIT2TtImT2TIImIT/2Tt

ImT/4TI

根據(jù)正弦波形的對稱性和有效值的定義可知：

2、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值3、保險(xiǎn)絲的熔斷電流是有效值———與熱有關(guān)的交變電流的功、功率、熱量等均用有效值；1、交流用電器銘牌上的額定電壓和額定電流指的是有效值；【注意】：交流電表內(nèi)有整流器，先將交流轉(zhuǎn)化為直流，然后折算成有效值顯示出來，所以，指針不會左右擺動(dòng)，而是指在有效值不動(dòng)。4、電容器的U擊穿是瞬時(shí)電壓不能超過該值，不是額定電壓，即不是有效值。用電器的有效值和峰值05正弦式交變電流的公式和圖像PART301正弦式交變電流的公式和圖像我們可以采用哪些方法形象描述交變電流變化規(guī)律？詳細(xì)描述交變電流公式圖像01正弦式交變電流的公式和圖像寫出以下兩種情況下交流電的表達(dá)式電感器和電容器對交變電流的作用PART401電感器對交變電流的阻礙作用問題1：直流電源電動(dòng)勢與交變電源電動(dòng)勢有效值相等，內(nèi)阻相同。燈泡和電感器均相同。接交流電和直流電，燈泡的亮度是否相同？接直流電時(shí)，有電感器和無電感器燈泡的亮度是否相同？

L

S

E

圖甲：電感器對直流電作用圖乙：電感器對交流電作用

L

S

u

操作1:線圈L串聯(lián)燈泡后接到直流電源操作2:用導(dǎo)線將線圈L短路現(xiàn)象:燈泡亮度基本不變化。實(shí)驗(yàn)說明什么操作1:線圈L串聯(lián)燈泡后接到交流電源操作2:用導(dǎo)線將線圈L短路現(xiàn)象:燈泡亮度變亮。實(shí)驗(yàn)說明什么01電感器對交變電流的阻礙作用01電感器對交變電流的阻礙作用結(jié)論：電感器對直流電幾乎無影響，電感器對交流電有阻礙作用。影響感抗大小的因素有哪些呢？1.感抗：電感線圈對交變電流的阻礙作用。用字母XL

表示，單位是歐

(Ω)。2.意義：描述電感器對交變電流的阻礙作用大小的物理量。

L

S

u

01電感器對交變電流的阻礙作用02電感器對交變電流的阻礙作用通直流，阻交流。通低頻，阻高頻。阻礙原因電感器有自感作用，自感電動(dòng)勢越大阻礙作用就越大

L

S

u

線圈的自感系數(shù)

L交變電流的頻率fL

越大，f越高，XL

越大即：XL

=2π?L4.實(shí)質(zhì)：變流電不斷變化，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢，阻礙磁通量變化3.因素：5.電感器特點(diǎn)：01電感器對交變電流的阻礙作用6.電感器的應(yīng)用高頻扼流圈低頻扼流圈

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作用——扼流圈線圈繞在鐵芯上,匝數(shù)多，自感系數(shù)大、感抗大線圈繞在鐵氧體上,匝數(shù)少，自感系數(shù)小、感抗小通直流，阻交流通直流，通低頻，阻高頻02電容器對交變電流的阻礙作用問題2：把小燈泡和電容器串聯(lián)在電路中，分別接在交流電和直流電上，燈泡的亮度是否相同？接直流電時(shí)，有電容器和無電容器時(shí)燈泡的亮度是否相同？操作1:電容器C串聯(lián)燈泡后接到直流電源操作2:用導(dǎo)線將電容器C短路現(xiàn)象:燈泡由不亮變?yōu)榱?。?shí)驗(yàn)說明什么操作1:電容器C串聯(lián)燈泡后接到交流電源操作2:用導(dǎo)線將電容器C短路現(xiàn)象:燈泡都在亮。實(shí)驗(yàn)說明什么圖甲：電容器對直流電作用

C

S

E

圖乙：電容器對交流電作用

C

S

u

02電容器對交變電流的阻礙作用02電容器對交變電流的阻礙作用結(jié)論：直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器1.容抗：電容器對交變電流的阻礙作用。用字母XC表示，單位是歐

(Ω)。2.意義：描述電容器對交變電流的阻礙作用大小的物理量。影響容抗大小的因素有哪些呢？

C

S

u

02電容器對交變電流的阻礙作用3.因素：4.實(shí)質(zhì)：電容器兩極板上積累的電荷對向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用電容器的電容

C交變電流的頻率fC越大，f越高，XC

越小即：通交流，隔直流。通高頻，阻低頻。阻礙原因電容器兩極板上累積的電荷對在這個(gè)方向上定向移動(dòng)的電荷有反抗作用

C

S

u

5.電容器特點(diǎn)：02電容器對交變電流的阻礙作用6.電容器的應(yīng)用作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

隔直電容器高頻旁路電容器電容器串聯(lián)在電路中(C大)電容器并聯(lián)在電路中(C小)通交流，隔直流通高頻，阻低頻電路圖課堂總結(jié)交變電流的描述周期和頻率正弦式交變電流的公式和圖像峰值和有效值定義相互關(guān)系電感器和電容器對交變電流的作用電感器和電容器對電流的影響PART03結(jié)論1：電感器對直流電幾乎無影響.結(jié)論2：電感器對交流電有阻礙作用.電感器對電流作用的探究011、接直流時(shí)，用導(dǎo)線將線圈L

短路,燈泡亮度基本不變化（1）電動(dòng)勢不變，增大電源頻率f，燈泡明顯變暗;（2）電源不變，增大電感器電感L，燈泡明顯變暗。2、接交流時(shí)，用導(dǎo)線將線圈L

短路,燈泡明顯變亮結(jié)論3：電感器對交流電阻礙作用與交流電頻率f和電感L有關(guān).1、

感抗：電感線圈對交流的阻礙作用。符號XL

，單位歐

(Ω)。感抗和感抗的應(yīng)用02XL

=2π?L2、

感抗大?。鹤愿蠰越大、電流頻率f越高，感抗XL越大3、

感抗的實(shí)質(zhì)：電流變化時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙電流變化。4、感抗的應(yīng)用：——扼流圈（1）低頻扼流圈：自感L大（匝數(shù)n多），通直流，阻交流（2）高頻扼流圈：自感L?。ㄔ褦?shù)n少），通低頻，阻高頻。結(jié)論2：交流電能“通過”電容器，但有阻礙作用。1、直流電路中用導(dǎo)線將電容器C

短路,燈泡由不亮變亮結(jié)論1：直流電不能通過電容器2、交流電路中用導(dǎo)線將電容器C

短路,燈泡變亮電容器對電流阻礙作用03（1）電動(dòng)勢不變，增大電源頻率f，燈泡明顯變亮;（2）電源不變，增大電容器電容C，燈泡明顯變亮。結(jié)論3：電容器對交流電阻礙作用與交流電頻率f和電容C有關(guān).4、通交流的實(shí)質(zhì)：有持續(xù)充放電電流，相當(dāng)于通過電容器。2、容抗大?。?、容抗的應(yīng)用：（1）隔直流電容器：

大電容和輸出端串接，通交流，隔直流（2）高頻旁路電容器：

小電容和輸出端并接，通高頻，阻低頻電容C越大、電流頻率f越高、容抗XC越小3、容抗的實(shí)質(zhì)：充電時(shí)同種電荷間的斥力阻礙電流的變化容抗和容抗的應(yīng)用041、容抗：電容器對交流的阻礙作用。符號XC，單位歐

(Ω)課堂練習(xí)PART04【練習(xí)1】如圖所示，平行板電容器與燈泡串聯(lián)后接在交變電源上，燈泡正常發(fā)光，則（）A.