资源简介

(共32张PPT)
第二节
交变电流的描述
第三章 交变电流
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.理解交变电流的周期和频率的含义，掌握它们之间的关系
2.理解交变电流的有效值和峰值的含义
3.能用数学公式和图像对交变电流进行描述
新课导入
如何描述交变电流的变化特征呢？
温故知新
什么是交变电流？
电压、电流的大小和方向都随着时间做周期性变化的电流
想一下交变电流的规律
从中性面开始计时，
第一节
交变电流的周期和频率
交变电流的周期和频率
利用示波器，观察用学生电源的交流挡供电时候的波形
交变电流是周期性变化的电流，用什么来描述周期性变化的快慢呢？
新课讲解
1.周期（ T ）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期。
2.频率（ f ）：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
T
周期和频率的关系如何？各自的单位是什么？
描述交变电流快慢的物理量除周期、频率外，还有哪些？
思考
周期和频率的关系为 。
T 的单位为秒（s），f 的单位为赫兹（Hz）
还有转速n（转/s）和角速度（弧度/s）
T
T
T
转速、角速度与周期、频率又有什么关系呢？
思考
周期 T =0.02 s，频率为 f =50 Hz。
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
第二节
交变电流的
峰值和有效值
交变电流的峰值
根据交变电流的电压随时间的变化图像，写出 t = 0.05 s、t = 0.1 s时的电压值。并思考一个周期内电压的峰值是多少。
t = 0.05 s时的电压值为Um，t = 0.1 s 时的电压值为0
一周期内电压的峰值为Um
新课讲解
1.峰值：交变电流的峰值（Im和Um）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
2.瞬时值：交变电流某一时刻的电压（电流）值。
思考
电容器铭牌上的标称值指的是交变电流电压的峰值还是瞬时值？
指的是峰值
交变电流的有效值
如图所示是通过一个 R 为 1 Ω 的电阻的交变电流 i 随时间变化的图像
可以分段求解交变电流产生的焦耳热
（1）怎样计算通电10 s 内电阻 R 中产生的热量？
（2）如果有一个大小、方向都不变的横店电流通过这个电阻 R ，也能在 10 s 内产生同样的热量，这个电流是多大？
（1）28 J （2）1.67 A
新课讲解
3.有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流、电压分别为I、U，我们就把I、U叫做这一交变电流的有效值。
相同电阻
相同时间
相同热量
交变电流的有效值
如图所示为某家用电器的铭牌，
该铭牌上标有“220 V”和“50 Hz”
的字样，其中“220 V”有什么含义？
表示该用电器所使用的的工作电源的电压有效值为220 V
家用电器上标出的额定电压和额定电流是有效值
新课讲解
相同电阻
相同时间
相同热量
4.有效值与峰值的关系：
（1）对于正弦式交变电流有
（2）对于非正弦式交变电流，其有效值需按有效值的定义计算
第三节
正弦式交变电流
的公式和图像
新课讲解
1.公式法：
2.图像法：
思考
从数学公式或图像上可以获得哪些信息？
电压（电流）的峰值（有效值）、任意时刻的瞬时值，以及周期（频率、角速度、转速）
经典例题
1.下列各图像中表达的电流是正弦式交变电流的( )
C
A. B.
C. D.
答案：C
解析：正弦交流电是指大小和方向随时间做正弦规律变化的电流；由图可知，只有C正确，ABD错误；
故选C.
2.一个电动机上标“220V，1.5kW”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦交流电应是( )
A.电压有效值为220V，电压最大值为220V
B.电压有效值为311V，电压最大值为220V
C.电压有效值为220V，电压最大值为311V
D.电压有效值为311V，电压最大值为311V
C
答案：C
解析：电动机上标“220V，1.5kW”，其中220V为有效值，为了使它正常工作，交流电的电压有效值为220V，电压最大值为。
故选C。
3.矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电流i随时间t变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
C
A.此交变电流的周期为0.03s B.此交变电流的频率为100Hz
C.此交变电流的最大值为0.4A D.此交变电流的有效值为0.4A
答案：C
解析：AB.通过题图可得到，该交流电周期 ，故频率：
故AB错误；
CD.由题图可判断该正弦交流电电流的最大值为 ，故有效值为：
故C正确，D错误；
故选C。
1.如图所示是一交变电流的 图象，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为( )
B
当堂检测
A.4A B. C. D.
答案：B
解析：由电流有效值的定义可得
解得
故选B。
2.一正弦式交变电压随时间变化的规律如图所示，由图可知( )
A.该交变电压的有效值为100V
B.该交变电压的频率为25Hz
C.该交变电压瞬时值的表达式为
D.若将该交变电压加在阻值为100Ω的电阻两端，该电阻消耗的功率为100W
B
答案：B
解析：A.根据图象可知该交变电压的最大值为100V，故A错误；
B.周期为 ，所以频率为25Hz，故B正确；
C.依题意有
交变电压瞬时值表达式为 ,故C错误；
D.若将该交变电压加在阻值为 的电阻两端，因为电压有效值
为 V
所以功率为
故D错误。
3.如图所示为四种电流随时间变化的图像，其中图②③中每段曲线均为余弦或正弦曲线的一部分，电流的最大值均为 ，下列说法正确的是( )
A.图①②所示电流的有效值相等
B.图②③所示电流变化周期相等
C.图①所示电流的有效值是图③的2倍
D.图④所示电流的有效值等于图③所示电流的有效值
A
答案：A
解析：图②所示电流的有效值与余弦电流有效值相等，正弦（或余弦）电流的有效值 , 与周期无关，故A正确；图②所示电流变化周期为 ，图③所示电流变化周期为 ，故B错误；图③所示电流的有效值满足
，解得 ，故C错误；图④所示电流的有效值满足 ，
解得 ，故D错误
本课小结
交变电流的描述
周期和频率
峰值和有效值
两种描述方法
公式法
图像法
峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值
有效值：根据电流的热效应定义
频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比
周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间
谢谢

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