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交变电流
3.2 交变电流的描述
学习目标
1.知道描述交变电流的峰值、瞬时值、平均值、周期、频率等物理量，并理解这些物理量的意义。知道交变电流的周期、频率、角速度三者间的关系。
2.理解交变电流有效值的含义，会根据有效值的定义求交变电流的有效值，体会“等效”的科学方法。
3.会用正弦式交变电流的公式和图像解决周期、频率、峰值、瞬时值和有效值的相关问题。
复习导入
上一节课，我们学习了交变电流的产生原理，也推导了瞬时感应电动势和瞬时电流，即：
从上面的式子可以看出：
交变电流的电压和电流都是随时间发生周期性变化的。
e＝Emsin ωt　
i＝Imsin ωt　
u＝Umsin ωt　
讲授新课
交变电流的描述
1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，通常用T表示，单位是秒。
2.频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比，叫作交变电流的频率，通常用f表示，单位是赫兹。
3.物理意义：周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
4.周期、频率及角速度之间的关系
（1）f＝1????。 （2）ω＝2πf??＝2π????。
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随堂练习
交变电流的描述
例1、（多选）某小型发电机产生的交变电动势e＝50sin 100πt（V），对此电动势，下列表述正确的是（　　）
A.频率是50 Hz
B.频率是100 Hz
C.周期是0.01 s
D.周期是0.02 s
答案　AD
讲授新知
交变电流的描述
1.峰值
（1）定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。
（2）应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。
2.有效值
（1）定义：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，则把这个恒定电流的电流I、电压U叫作这一交变电流的有效值。
（2）应用①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流都是有效值。
②交流电压表测量的数值为有效值。
③无特别说明时，提到的交变电流的数值为有效值。
3.正弦式交变电流的峰值和有效值的关系：I＝????m2，U＝????m2。
?
新课讲授
我国生产和生活所用交流电：
（1）周期：T=0.02s
（2）频率：f=50Hz
（3）角速度：ω=100π rad/s
（4）在1s内电流的方向变化100次
讲授新知
交变电流有效值的推导
有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则把这个恒定电流的电流I、电压U叫作这一交变电流的有效值。

讲授新课
有效值
例2、通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流图像如图所示，其周期为1 s。电流的有效值是多少？电阻两端电压的有效值为多少？
I＝???????????????? A U＝IR＝4???????? V
?
新课讲授
交变电流的四值
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}名称
物理含义
重要关系
适用情况
最大值
最大的瞬时值
Em＝NBSω
确定用电器的耐压值
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时刻的情况
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定、电动势、电压或电流值
(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电气设备标注的额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
平均值
交变电流图像中图线与时间轴所夹“面积”与时间的比值
计算通过电路横截面的电量：
新课讲授
正弦式交变电流的公式和图像
????=??????????????????????????????????????
?
=??????????????????????????????????????
?
从交变电流图像获取信息
（1）交变电流的最大值Im、Em、Um、周期T。
（2）因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。
（3）找出线圈平行于磁感线的时刻。
（4）判断线圈中磁通量的变化情况。
（5）分析判断e、i、u随时间的变化规律。
随堂练习
例3、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则（　　）
A.交流电的频率是4π Hz
B.当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大
C.当t＝π s时，e有最大值
D.t＝32π s时，e＝－10 V最小，磁通量变化率最小
A.交流电的频率是4π Hz
B.当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大
C.当t＝π s时，e有最大值
答案　B
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