1、第五章 交變電流,學(xué)案2 描述交變電流的物理量,一、交變電流：,大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)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(chǎn)生及變化規(guī)律,1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。,知識(shí)回顧,知識(shí)回顧,2 、正弦交變電流的規(guī)律,從中性面開始計(jì)時(shí)，得出,瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)：,瞬時(shí)電流:,瞬時(shí)電壓:,其中:,知識(shí)回顧,由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時(shí)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(duì)交變電流就需要多一些的物理量來描述其不同方面

2、的特性,知識(shí)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(guān)系是什么？,（4）我國(guó)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(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間,3我國(guó)工農(nóng)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(nèi)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(shí)間. 用T表示，單位是s,一、周期和頻率,我國(guó)生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_s，頻率f= _Hz，角速度=_rad/s，在1s內(nèi)電流

3、的方向變化_次。,0.02,50,100,100,1,3、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(shí)值表達(dá)式。,Im20A,100rad/s.,電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i20sin100t (A),T0.02s,2,1、瞬時(shí)值：,對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值 用小寫字母表示，e , i , u,2、峰值：,交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值 用大寫字母表示，Um ImEm,（1）最大值在實(shí)際中有一定的指導(dǎo)意義， 所有使用交流的用電器，其最大耐值應(yīng)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(biāo)稱電壓值是電容器兩極間所允許 電

4、壓的最大值,（2）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的最大值,（3）最大值可以表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低，但不適于用來表示交流產(chǎn)生的效果,二、峰值和有效值,甲、乙圖中電爐燒水,設(shè)壺材料相同、水質(zhì)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(shí)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3A,3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?cè)谙嗟葧r(shí)間內(nèi)產(chǎn)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

5、效值 （2）特點(diǎn)：交變電流的有效值根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，但一般與所取時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，在無特別說明時(shí)是以一個(gè)周期的時(shí)間來確定有效值的,二、峰值和有效值,任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對(duì)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(guān)系,二、峰值和有效值,關(guān)于有效值的說明 1、通常所說照明電路的電壓是220v和動(dòng)力電 壓380V都指的是交流的有效值。 2、各種使用交流的電器設(shè)備的銘牌上所標(biāo)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(cè)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(dòng)勢(shì)、電壓、電流或計(jì)算電功率，電熱時(shí)指的

6、都是有效值。 5、通常電容器所標(biāo)的耐壓值指的是最大值.,二、峰值和有效值,如圖是一個(gè)按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流.請(qǐng)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(dá)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(dá)式:,3,根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計(jì)算電流的有效值,4,到網(wǎng)上收集有關(guān)各種波形交變電流應(yīng)用實(shí)力資料,并與同學(xué)交流.,課外探究,課外探究,220V,課外探究,Em50 V,由2f100 rad/s 得f50 Hz,2.某交流電壓隨時(shí)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(yīng)小于_V；若將該電壓加在一阻值為1K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(xiǎn)絲的額定電流不能低于_ A。,200,200,2,0.25,200,u/v,t/s,3如圖所示的(a)