资源简介

(共26张PPT)
5.2描述交变电流的物理量
第五章
交变电流
知识回顾
如何描述交流电的变化规律呢？
1.图象法
图示
特点
B⊥S,
Φ=BS最大，
最小，没有边切割磁感应线,
感应电流I=0，中性面，方向改变
B∥S，φ=0，
最大，I最大，感应电流最大，两条边切割磁感线。性面垂直的位置
图像
从中性面开始计时
从垂直中性面开始计时
表达式
2公式法
{
由上面两式可以得到，交变电流做的是以正弦或余弦的周期性变化的电流，那么我们用上面物理量来描述交变电流呢？
周期和频率
一.周期和频率
1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
物理意义：表示交流电变化的快慢
3、关系：
如图所示为我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=
____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。
0.02
50
100π
100
一个周期内电流方向改变两次。
二、峰值和有效值
（1）、峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值．用大写字母表示，Um　
Im　Em，用来表示交变电流的电流或电压变化辐度。
1、交变电流的最大值(峰值）（Em，Im，Um）
(2)定义:一般从线圈通过中性面时开始计时，线圈中总电动势为E=NBSωsinωt=Emsinωt。式中Em=NBSω（N为线圈匝数），即Em仅由N、B、S、ω四个量决定，与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的。我们称Em=NBSω为交流电动势的最大值。
(3)意义：表征交变电流的强弱或电压的高低。
最大值在实际中具有一定的指导意义，
如：所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应超过其所使用的交变电流电压的最大值，这样使用中才能保证安全。
电容
耐压值（最大值）
2.电容器的耐压值
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开
电炉烧水
二、峰值和有效值
交流电的热效果和直流电相同
我的电流是恒定的3A
我10分钟把水烧开
我10分钟也把水烧开！
我的电流是变化的
我的电流有效值也是3A
3.有效值
定义：
根据电流的热效应，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
E、U、I
二、峰值和有效值
交流电：
直流电：
对正弦交流电有：
I=
U=
E=
任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．
4．有效值与最大值之间的关系
理论计算表明，正弦交流电有效值与最大值之间的关系
根据电流的热效应来规定
（有效值是根据电流的热效应来定义，注意三个相同）
5.有效值的运用：
1.各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流，功率，保险丝的熔断电流是指电压，电流，功率的有效值。
2.交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。
3.如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流或计算电功率，电热时指的都是有效值。
4.通常电容器所标的耐压值指的是最大值.
三、交变电流的相位
1、正弦符号sin后面的量ωt+φ叫做交变电流的相位，其中φ是t=0时的相位，叫做交变电流的初相位。
2、相位差：两支交流的相位之差。若两支交流的频率相同，初相位不同，即相位差φ2-φ1为确定的常数。
e甲=Emsinωt
e乙=Emsin(ωt+φ)
2、相位差是一个很重要的物理量。例如不同的交流发电机在向同一个电网供电时，它们的相位必须完全相同，即相位差必须保持为0，不然的话，轻则会使输电效率降低，严重时会损坏输电设备。
1.下列各种情况中所指的数值，哪些是交流电的有效值（
）
A、交变电流通过导体的电功、热量和电功率
B、保险丝的熔断电流
C、电工工具上标明的耐压值。
D
、各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流
E、交流电表的示数
课堂练习
ABDE
最大值
i/A
t/s
+10
-10
0.05
0.1
0.15
0.2
2.如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效值
,并写出电流的函数表达式.
解析:由图象可知:
T=0.2s
根据
f=1/T
得:f=5Hz.
有效值:
最大值:
电流的函数表达式:
根据电流的热效应先计算电流的有效值．
4.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：
（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。
（2）计算它们在R上产生的功率之比。
解析：
（1）图甲为正弦交流电，其有效值I1＝Im／
＝3.55A，周期T1＝0.4s，频率f1＝2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变、方向作周期变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值为5A，周期T2＝0.4s，频率f2＝2.5Hz。
（2）由公式P＝I2R得：
P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
5.如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。
解析：
课后作业：
课后问题与练习
同步训练
谢谢观看
THANK
YOU!

展开更多......

收起↑