高二物理选修3-25-2描述交变电流的物理量LCL.ppt

第五章 交变电流,5.2 描述交变电流的物理量,复习回顾,(一)交变电流：,大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。,其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。,跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。,1、产生：,2、中性面：,(二)正弦交流电的产生及变化规律,3、规律：,瞬时值表达式：从中性面开始计时,电压:,电动势:,在纯电阻电路中:,电流:,(1)用公式描述:,最大值（峰值）：Em、m、Um,瞬时值：e、i、u,(2)用图象描述:,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。,角频率：线圈在磁场中转动的角速度,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：,一个周期内电流方向改变两次。,1、我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率f=_Hz，角速度=_rad/s，在1s内电流的方向变化_次。,0.02,50,100,100,课堂练习,2、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为(),A400V,0.02s B200V,0.02sC400V,0.08s D200V,0.08s,B,什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？,0.02,0.01,二、峰值和有效值,1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。,电容器的耐压值,由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间变化，在实际中我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果就可以了。,那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？请看下面的思考与讨论,2、交流的有效值的定义：,根据电流的热效应来规定，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。,有效值的符号 E、U、I,二、峰值和有效值,3、正弦交流电的有效值与峰值的关系：,二、峰值和有效值,说明：,、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；,、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值；,、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值,、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值,平均值：,、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。,4、注意：峰值、有效值、平均值 在应用上的区别。,、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。,、考虑电容器是否会被击穿时用峰值,4、某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V；若将该电压加在一阻值为1K的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于 _A。,200,200,2,0.25,200,u/v,t/s,课堂练习,5、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。,（2）P甲:P乙I12R:I22R（I1I2）21:2,6.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。,例题:如图是正弦式电流经半波整流后的波形，电流的最大值为Im，试计算它的有效值？,三、相位 与 相位差,对于一支交流电，我们称“sin”后面的量叫做交变电流的相位，t=0时的相位叫做初相位,对于两支交流电，他们的相位之差叫做他们的相位差,三、相位与相位差：,同相:,两步调相反。,同相和反相：,两步调相同。,反相:,小结,3、最大值（峰值）：Em Um m,4、瞬时值：u i e,1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5、有效值：E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。,B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。,3、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。,Im20A,100rad/s.,电流的瞬时表达式为i20sin100t(A),T0.02s,