第三章交變電流3.2交變電流的描述正弦式交變電流的大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢？1.掌握交變電流的周期、頻率、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度三者之間的關(guān)系。2.能理解電流的有效值是與熱效應(yīng)有關(guān)的量。3.掌握交變電流有效值與峰值的關(guān)系,會(huì)進(jìn)行有效值的計(jì)算。例題：如圖所示是我國(guó)家庭電路中的交變電流u-t圖，分析下列問(wèn)題：（1）交流電流完成一次周期性變化（線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈）所用多少時(shí)間？（2）交流電流在1s內(nèi)完成多少次周期性變化？（3）由前2問(wèn)，可知周期和頻率有什么關(guān)系？（4）在1s內(nèi)電流方向變化多少次？0.02s周期T頻率

fu/VO12t/10-2

s3在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流的方向變化2次知識(shí)點(diǎn)一：周期和頻率1.周期T：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，叫做交變流電的周期，單位s2.頻率f：1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫頻率，單位Hz3.角頻率ω：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，單位rad/s知識(shí)點(diǎn)一：周期和頻率現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇，多是用可控硅電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖示是經(jīng)過(guò)一個(gè)雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，請(qǐng)思考：（1）如圖所示的交變電流是正弦式交變電流嗎？［提示］不是正弦式交變電流。（2）如何求得該交流電壓的有效值？［提示］根據(jù)電流的熱效應(yīng)即可求得有效值。知識(shí)點(diǎn)二：瞬時(shí)值、峰值和有效值知識(shí)點(diǎn)二：瞬時(shí)值、峰值和有效值1.瞬時(shí)值：它是反映不同時(shí)刻交流電的大小和方向規(guī)律物理量從中性面開始計(jì)時(shí)磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt＝NBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝

sinωt電流i＝Imsinωt＝sinωt

交變電流的峰值是交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，可以用來(lái)表示交流電的電流或電壓變化幅度。2.峰值電動(dòng)勢(shì)峰值：Em=NBSω

2.峰值的應(yīng)用耐壓值（最大值)

電容電容器上的標(biāo)稱電壓值（又叫耐壓值或擊穿電壓）是電容器兩極間所允許電壓的峰值。超過(guò)該值就有被擊穿的危險(xiǎn)。如圖所示，電流I=2A，通過(guò)一個(gè)R=2Ω的電阻，它是恒定電流。怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?3.有效值如圖所示電流I通過(guò)一個(gè)R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?在0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2，則Q交=2（Q1+Q2）=2.8J在0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1，則如圖所示電流I通過(guò)一個(gè)R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。2.如果有一大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R也能在１s內(nèi)產(chǎn)生同樣熱量，這個(gè)電流是多大？Q直=Q交帶入數(shù)據(jù)得：3.有效值：讓交變電流和恒定電流通過(guò)大小相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，這個(gè)恒定電流的電流、電壓，叫做這個(gè)交流電的有效值。－R?R若在交流的一個(gè)周期內(nèi)Q直=Q交，則直流電的I、U叫交流電的有效值?！镒⒁猓憾x有效值時(shí)要“三同”：電阻相同，時(shí)間相同（一個(gè)周期），熱量相同。意義：描述交變電流做功或熱效應(yīng)的物理量。正弦式交變電流的有效值與最大值的關(guān)系U=Um

=0.707UmI=Im

=0.707ImE=Em

=0.707Eme、u、iOTtEm、um、im-Em、-um、-imT/2OT/2Tte、u、iEm、um、im-Em、-um、-im注意：（1）任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦式交變電流．（2）對(duì)非正弦式交變電流有效值只能通過(guò)電流的熱效應(yīng)計(jì)算交流恒定電流ＩＵ通過(guò)大小相同電阻R在交流電的一個(gè)周期內(nèi)交流的有效值為ＩＵ怎樣求一般交流電的有效值Q交=Q直平均值：B、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別A、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值4.平均值圖甲為一電容器，圖乙為保險(xiǎn)絲管，請(qǐng)思考：（1）將電容器接在交流電路上，要保證電容器正常工作，需要考慮交變電流哪一個(gè)值？［提示］交變電流的最大值。（2）若保證保險(xiǎn)絲管正常使用，應(yīng)考慮交變電流哪一個(gè)值？［提示］交變電流的有效值。

知識(shí)點(diǎn)三：正弦式交變電流的公式和圖像

知識(shí)點(diǎn)三：正弦式交變電流的公式和圖像正弦式交變電流的u-t圖像描述的是交變電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律。可以全面記錄和反映電流（或電壓）每個(gè)時(shí)刻的情況。1.正弦式交變電流的u-t圖像正弦式交變電流u-t圖像tu0Um-UmT2.正弦式交變電流的表達(dá)式u=umsin????i=Imsin????如果已知一交變電流的周期T或頻率f，又知道它的電壓的有效值或峰值，那么可得：電容器(C)：容納電荷的元件電阻器（R）：限流的元件電感器(L

)：將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能而存儲(chǔ)起來(lái)的元件

拓展：電感器和電容器對(duì)交變電流的作用電阻器、電容器和電感器對(duì)直流、交流電有何作用？A燈比B燈亮自感形成對(duì)電流阻礙的作用1.感抗：電感器對(duì)交流電的阻礙作用L~uSBLESA現(xiàn)象：結(jié)論：原因：電感器“通直流阻交流”實(shí)驗(yàn)線圈自感系數(shù)越大，交流頻率越高，感抗越大實(shí)驗(yàn)ESA~uSBA燈不亮B燈亮交變電壓不斷變化，電容器不斷充電放電現(xiàn)象：結(jié)論：原因：電容器“通交流隔直流”2.容抗：電容器對(duì)交流電的阻礙作用電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小。（1）電阻對(duì)直/交流的作用：（2）電感對(duì)交變電流的作用:低頻扼流圈（L大）:通直流，阻交流高頻扼流圈（L小）:通低頻，阻高頻（3）電容對(duì)交變電流的作用:隔直電容（C大）:隔直流,通交流高頻旁路電容（C?。?通高頻，阻低頻

1．小明家新買一臺(tái)電視機(jī)，他看到的電視機(jī)銘牌如圖所示，其中“額定電壓：220V~”指的是交流電壓的（）A．有效值 B．瞬時(shí)值 C．平均值 D．最大值A(chǔ)2．如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象。每個(gè)周期內(nèi)，前三