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第二节 描述交变电流的物理量
第三章 交变电流
【旧课回顾】
开始位置 名 称 公 式 图 象
中性面 瞬时电动势
瞬时电流
瞬时电压
e = Emsinωt
e
Em
-Em
t
0
i = sinωt
Em
R+r
=Imsinωt
i
Im
-Im
t
0
u = sinωt
EmR
R+r
=Umsinωt
u
Um
-Um
t
0
正弦式交变电流的规律
描述
交变电流
①峰值
②瞬时值
③？
……
一、周期和频率
1.周期：交变电流完成一次__________的时间称为交变电流的周期，用符号__表示，单位是____；
2.频率：交变电流的频率是
反映交变电流做＿＿＿＿＿
快慢的物理量，用交变电流
在一段时间内做周期性变化的＿＿与所用＿＿之比来表示，用符号__表示，单位是________。
【说明】①周期与频率的三个关系：＿＿＿＿ 、＿＿＿、＿＿＿；
②我国民用交变电流：T＝____s，f＝___Hz。
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
u=Umsinωt
周期性变化
秒s
T
周期性变化
次数
时间
f
赫兹Hz
T·f＝1
ω=2πf
ω=2π/T
0.02
50
二、峰值和有效值
1.峰值：
(1)定义：交变电流在一个周期内，电压、电流所能达到的________称为峰值，如Em、Im、Um等；
(2)特点：
①峰值可以表示交变电流的
____或电压的____，但＿＿＿
用来描述交变电流产生的效果；
②交变电路中的用电器的耐压值应____交变电动势的峰值，如电容器所能承受的电压要＿＿交流电压的峰值。
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
最大数值
强弱
高低
不适合
大于
高于
二、峰值和有效值
2.有效值：
(1)定义：让交变电流和恒定电流通过＿＿＿＿的电阻，如果在交变电流的＿＿＿＿内它们产生的热量＿＿，那么这一恒定电流的数值称为交变电流的有效值。交变电流的电动势、电流和电压的有效值分别用＿、＿和＿表示。
(2)特点：
①各种交流电气设备所标注的＿＿＿＿和＿＿＿＿等是有效值；
②交流电压表、交流电流表的＿＿＿是有效值。
相同阻值
一个周期
相等
E
I
U
额定电压
额定电流
测量值
1.装置：实验电路如图(a)。
2.原理：用示波器测量＿＿，
用电压表测量＿＿＿，如图(b)。
3.记录：把实验数据记录在
表中。
4.结论：对于正弦交变电流，
有效值与峰值之间的关系是：
E＝_____＝0.707Em ，
I＝______＝0.707Im，U＝____＝0.707Um 。
【实验探究】
交变电流的有效值与峰值之间的关系
峰值
有效值
三、用图像描述交变电流
根据正弦式交变电流的公式，可以绘制出正弦式电流的电动势e、电流i和电压u随时间变化的图像，并可在图中标出了周期、峰值等物理量。
例题1 如图所示是一个正弦式电流的图像。
根据图像求出它的周期是＿＿s，频率是＿Hz、
电流的峰值是＿＿A、电流的有效值是＿＿A，
正弦式电流的表达式是＿＿＿＿＿＿＿＿(A)。
例题2 如图所示的非恒定电流i通过一个R=1 的电阻。
(1)通电1s内电阻R中产生的热量表达式
及结果是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
(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1s内产生同样的热量，根据公式＿＿＿＿，
这个电流是＿＿＿A。
0.2
5
10
例题3 如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，试计算这种交变电流的有效值I。
解：在一个周期内，交变电流与恒定电流I分别通过电阻R，产生的热量相等，有
把Im＝5A代入，
得
5
-5
【课堂小结】
交流电的“四值”的应用
1.瞬时值：能得到最大值、ω、T、f 等量；
2.峰 值：适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题；
3.有效值：适于处理功、热、保险丝熔断等问题；
4.平均值：适于计算通过导体的电荷量
【课堂练习】
1.如图是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的(　　)
A.周期是0.01 s
B.最大值是220 V
C.有效值是220 V
D.表达式为u＝220sin (100πt) V
2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t ＝ 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为(　　)
A． B．　 　　 C． D．
C
A
【课堂练习】
3.电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则(　　)
A.通过R1的电流有效值是1.2 A B. R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是A D. R2两端的电压最大值是V
B
【课堂练习】
4.有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 1∶3
C
【课堂练习】
5.如图所示，家庭电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 460W”的电饭锅及“220V 200W”的抽油烟机，
现接入u=311sin100πt(V)的交流电，
电饭锅和抽油烟机均正常工作，下列
说法正确的是( )
A.交流电压表的示数为311V
B.内流过保险丝的电流方向改变100次
C.电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的2.3倍
D.为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于2.5V
B
【课堂练习】
6.如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图(曲线部分为正弦交流电的一部分)，则下列说法
正确的是( )
A.这是一种交变电流
B.电流的变化周期为0.03s
C.电流通过100Ω电阻时，电功率为100W
D.电流通过100Ω的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015C
D

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