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交变电流的描述
第三章 交变电流
2 交变电流的描述　
新课引入：回顾
1、该发电机产生的电流有何特点？
电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，是交变电流。
2、你能否详细描述该电流的变化特征，并估算小灯泡在10s内消耗的电功？
也是线圈转动一周的时间
2、频率：单位时间内交变电流完成周期性变化的次数，用 f 表示，单位是Hz。
1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间,用T表示，单位是s。
一 周期和频率
T
一 周期和频率
思考与讨论
一交变电流的电压随时间变化的图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？电流方向在1s内改变多少次？
T=0.02s f =50Hz
100次
日光灯
高频护眼灯
养成良好用眼习惯
从该图像中我们还能获得什么信息？
最大值为
中国输出交流电
峰值可以用来表示电流的强弱或电压的高低，那能否用峰值来表示交流电产生的效果呢？
（1）大小
（2）注意：电容器的耐压值应大于交流电的峰值
二 峰值和有效值
1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。用 Em、Um、Im 表示
Um
二 峰值和有效值
灯泡接入交流电后产生了什么效果？
平均值？
电能
焦耳热
峰值？
有效值！
2、有效值：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值。
等效替代法
二 峰值和有效值
2、有效值
实验探究1：测量交流电的电流的有效值
相同
相同时
直流电
交流电
观察并思考：
1、该交流电的有效值是多少？
2、交流电流表测量的是瞬时值吗？
二 峰值和有效值
2、有效值
实验探究1：测量交流电的电流的有效值
观察并思考：
1、该交流电的有效值是多少？
2、交流电流表测量的是瞬时值吗？
二 峰值和有效值
2、有效值
1、交流电压表和电流表所测的数值是有效值。
（1）说明：
如果没有特别说明，一般说到交流都是有效值
3、铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值。
2、计算电功、电功率和热量（保险丝熔断电流）必须用有效值。
2、有效值
实验探究2：正弦交流电的峰值和有效值的定量关系
二 峰值和有效值
a、多次测量峰值与对应有效值
b、在Exel中形成图线拟合函数
交流电流表
电流传感器
2、有效值
实验探究2：正弦交流电的峰值和有效值的定量关系
二 峰值和有效值
2、有效值
实验探究2：正弦交流电的峰值和有效值的定量关系
二 峰值和有效值
实验 组数 （A） （A） 修正后（A)
1 0.19 0.26 0.19 1.38
2 0.29 0.40 0.28 1.41
3 0.38 0.53 0.38 1.40
4 0.48 0.66 0.47 1.40
5 0.57 0.79 0.56 1.40
理论计算表明
思考1：以上峰值和有效值的关系是否适用于所有的交变电流
思考2：其他交变电流的有效值如何进行理论计算得出？
二 峰值和有效值
（1）怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
思考与讨论
如图所示是通过一个R为1Ω的电阻的电流 i 随时间变化的曲线。
(1)=2.8J
(2)2.8J
有效值
（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，这个电流是多大？
计算有效值时，若无特别说明，时间取一个周期
2、有效值
二 峰值和有效值
正弦交流电：
其他交流电：一周期相同电阻的，
则直流电的参数就是交流电的有效值。
（2）大小：
三 正弦式交流电的公式与图像
已知我国家庭用电的电压随时间变化的图像如图所示，现在你能准确描述在任意时刻电压的大小是多少吗？
u
峰值
周期
角速度
T
有效值
频率
u
瞬时值
解决问题：首尾呼应
已知该手摇发电机有1000匝线圈，线圈面积约为，传感器测出该线圈附近的磁感应强度为0.05T，若1s内我们摇动把手4圈，把手转一圈线圈转7圈，若线圈内阻忽略不计，小灯泡电阻为15请写出手摇发电机从如图所示位置开始转动时产生的电动势随时间的变化函数及其图像，并估算小灯泡在10s内消耗的电功。
解决问题：首尾呼应
=
线圈内阻忽略不计
W=
e
T
解：
课堂小结
一、周期和频率
二、峰值和有效值
1.正弦式交变电流的峰值与有效值之间的关系：
2.交变电流有效值的计算：
热效应
三、正弦式交变电流的公式和图像
u

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