《描述交變電流的物理量》

第五章交變電流第2節(jié)

描述交變電流的物理量

一、交變電流：

大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。二、正弦交流的產生及變化規(guī)律

1、產生：當線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流電。知識回顧2、正弦交變電流的規(guī)律從中性面開始計時，得出瞬時電動勢：瞬時電流:瞬時電壓:其中:知識回顧由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時間做周期性變化，因此在交流電路中使用電壓和電流不能全面地反映其電路的特性，對交變電流就需要多一些的物理量來描述其不同方面的特性．知識回顧閱讀教材，回答下列問題：

（1）什么叫交變電流的周期？

（2）什么叫交變電流的頻率？

（3）它們之間的關系是什么？

（4）我國使用的交變電流是“220V，50Hz”的交變電流。則交變電流的周期和頻率各是多大？一、周期和頻率也是線圈轉動一周的時間

3．我國工農業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次．2．頻率：1s內交變電流完成周期性變化的次數(shù)，用f

表示，單位是Hz．1．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間.

用T表示，單位是s．一、周期和頻率我國生產和生活用交流電的周期T=_____s，頻率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s內電流的方向變化____次。0.0250100π100

1

3、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達式。

Im＝20Aω＝100πrad/s.電流的瞬時表達式為i＝20sin100πt(A)T＝0.02s

21、瞬時值：

對應某一時刻的交流的值用小寫字母表示，e,i,u2、峰值：交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值．

用大寫字母表示，Um

Im

Em（1）最大值在實際中有一定的指導意義，所有使用交流的用電器，其最大耐值應大于其使用的交流電壓的最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值電容器的耐壓值電容器上的標稱電壓值是電容器兩極間所允許電壓的最大值

（2）線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉時，電動勢的最大值（3）最大值可以表示交變電流的強弱或電壓的高低，但不適于用來表示交流產生的效果．二、峰值和有效值甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質量相等、水的初溫相同．若直流電源用10分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開電爐燒水二、峰值和有效值交流電的熱效果和直流電相同我的電流是恒定的3A我10分鐘把水燒開我10分鐘也把水燒開！我的電流是變化的我的電流有效值也是3A3．有效值（1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值．（2）特點：交變電流的有效值根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定，與電流的方向無關，但一般與所取時間的長短有關，在無特別說明時是以一個周期的時間來確定有效值的二、峰值和有效值

對正弦交流電有：

I=

U=

E=任何電流都有有效值，但上述關系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用．4．有效值與最大值之間的關系二、峰值和有效值關于有效值的說明

1、通常所說照明電路的電壓是220v和動力電壓380V及保險絲的熔斷電流都指的是交流的有效值。

2、各種使用交流的電器設備的銘牌上所標的額定電流和額定電壓的數(shù)值都是它的有效值。

3、交流電壓表和電流表所測的數(shù)值也是有效值。

4、如果沒有特別說明，一般說到交流的電動勢、電壓、電流或計算電功率，電熱時指的都是有效值。

5、通常電容器及二極管所標的耐壓值指的是最大值.二、峰值和有效值i/At/s+10-100.050.10.150.2如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流.請根據(jù)圖象求出它的周期,頻率,最大值和有效值,并寫出電流的函數(shù)表達式.解析:由圖象可知:T=0.2s根據(jù)f=1/T得:f=5Hz.有效值:最大值:電流的函數(shù)表達式:

3 1.擊穿電壓為300V的電容器能否接到220V的交流上？ 2.請寫出日常用電（市電）電壓的瞬時值表達式：不能根據(jù)電流的熱效應先計算電流的有效值．4四.相位

正弦符號“sin”后面的量“t+”叫做交變

電流的相位（phase）,是t=0時的相位，叫做交變

電流的初相位。兩支交流的相位之差叫做它們的相

位差。如果它們的頻率相同，但初相位不同，即四.相位

到網上收集有關各種波形交變電流應用實力資料,并與同學交流.課外探究課外探究220V課外探究1．如圖所示，是一交變電流隨時間變化的圖象，求此交變電流的有效值．Em＝50V

由ω＝2πf＝100πrad/s得f＝50Hz2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_____Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于______V；若將該電壓加在一阻值為1KΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于______

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