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第三章
交变电流的描述
正弦式交流电的规律
知识回顾
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这 种电流的变化特征呢？
问题？
我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间， 叫作它的周期，通常用 T 表示，单位是秒（s）。
一、周期和频率
周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。频率通常用 f 表示，单位是赫兹（Hz）。根据定义可以知道
T
根据数学的三角函数我们知道
一、周期和频率
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？
思考与讨论
我国的交流电频率为50Hz，即周期为0.02s，打点计时器使用的是交流电，周期也为0.02s
一、周期和频率
峰值
二、峰值和有效值
交变电流的峰值 Im 或Um 可以用来表示电流的强弱或电压的高低
电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿
二、峰值和有效值
下图是通过一个 R 为1 Ω的电阻的电流 i 随时间变 化的曲线。这个电流不是恒定电流。
1. 怎样计算通电1 s 内电阻 R 中产生的热量？
2. 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s 内产生同样的热，这个电流是多大？
思考与讨论
将电流分成四个时间段，每个时间段电流都是恒定的，即每段时间产生的电热分别为、、、
1.
2.
让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这 个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值（effective value）
从有效值的定义看，“有效”指的是电流热效应的等效。
三同：同一电阻、相同时间（一个周期）、相同电阻
二、峰值和有效值
理论计算表明，正弦式交变电流的有效值I、U与峰值 Im、Um 之间有如下关系
这两个关系式只适用于 正弦式电流。
二、峰值和有效值
人们通常说家庭电路的电压是220 V，是指有效值。使 用交流的电气设备上，标出的额定电压和额定电流都是有 效值，一般交流电压表、电流表测量的数值也是有效值。以后提到 交变电流的数值，凡没有特别说明的，都指有效值。
计算电功、电热及电功率、热功率时，使用有效值
二、峰值和有效值
通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少？
练一练
我们已经知道，可以用交变电流的周期和频率来描述 电流（或电压）的变化快慢，用峰值来描述变化过程中的 最大值。如果要详细描述交变电流的情况可以用公式和图像两种方式，这两种描述可以全面记录和反映 电流（或电压）每个时刻的情况。
三、正弦式交变电流的公式和图像
公式
图像
三、正弦式交变电流的公式和图像
下图 是一个正弦式交变电流的波形图。根据i-t图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。
做一做
电感器对交变电流的阻碍作用
线圈自身的电阻对交变电流有阻碍作用外，还有由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。
扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它 利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。
四、电感器和电容器对交变电流的作用
交变电流能够通过电容器
直流不能通过电容器，所以接直流电源的灯泡不亮。当电容器接到交流电源两端时，由于电容器两端电压不断变化而不断地 充电和放电，电路中就有了充、放电的电流，表现为交流“通 过”了电容器。
电容器对交流阻碍作用的大小叫容抗
电容器对交变电流的阻碍作用
四、电感器和电容器对交变电流的作用
小结
一、周期和频率
二、峰值和有效值
三、正弦式交变电流的公式和图像
四、电感器和电容器对交变电流的作用
谢谢

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