1、第五章第五章 交變電流交變電流 學(xué)案學(xué)案2 描述交變電流的物理量描述交變電流的物理量 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧(一一)交變電流：交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流大小和方向隨時間做周期性變化的電流; ;簡稱簡稱交流交流。 其中按其中按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化的交流電叫變化的交流電叫正弦交流電正弦交流電。 線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生正弦交流電。時，產(chǎn)生正弦交流電。 跟磁場方向垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過跟磁場方向垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)線圈的磁通量最大，磁通量變化率

2、為零，線圈中無感應(yīng)電動勢。電動勢。1、產(chǎn)生：、產(chǎn)生：2、中性面：、中性面：(二二)正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧3 3、規(guī)律：規(guī)律： 瞬時值表達(dá)式：瞬時值表達(dá)式：從中性面開始計時從中性面開始計時ms i niIt電壓電壓: :ms inuUtmsineEt電動勢電動勢: :mEN BS在在純電阻電路純電阻電路中中: :電流電流: : 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧abcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB: 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1 1、周期：、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。交變電流完成一次周期性變化所需的時間。2 2、

3、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。3 3、關(guān)系：、關(guān)系：Tf1fT22一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。一、周期和頻率一、周期和頻率 我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_s，頻率，頻率f= _Hz，角速度，角速度=_rad/s，在，在1s內(nèi)電流的方向變內(nèi)電流的方向變化化_次。次。0.0250100100 1 1如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周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(dá)式。期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。 Im20A100rad

4、/s.電流的瞬時表達(dá)式為電流的瞬時表達(dá)式為i20sin100t (A)T0.02s 2 2二、峰值和有效值二、峰值和有效值什么是交變電流的峰值什么是交變電流的峰值（Em，Im，Um）？）？ 1、峰值：、峰值：電流或電壓所能達(dá)到的最大值。電流或電壓所能達(dá)到的最大值。SNBEm 電容電容 耐壓值（最耐壓值（最大值）大值）二、峰值和有效值二、峰值和有效值2、瞬時值：、瞬時值： e 、i 、utEemsin二、峰值和有效值二、峰值和有效值 在實際中我們常常不研究交變電流的瞬時在實際中我們常常不研究交變電流的瞬時效果，而是只要知道交變電流效果，而是只要知道交變電流在某段時間內(nèi)的平在某段時間內(nèi)的平均效果均

5、效果就可以了。就可以了。 那么我們怎樣來衡量交變電流的平均那么我們怎樣來衡量交變電流的平均效果呢？效果呢？ 請看下面的思考與討論請看下面的思考與討論二、峰值和有效值二、峰值和有效值思考與討論思考與討論如圖所示的電流通過一個如圖所示的電流通過一個R=1的電阻，它不是恒定電流。的電阻，它不是恒定電流。怎樣計算通電怎樣計算通電1s內(nèi)電阻內(nèi)電阻R中產(chǎn)生中產(chǎn)生的熱量的熱量?Q=I12Rt1+I22Rt2=2.8J如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大同樣的熱，這個電流是多大?Q=I2Rt=2.8J

6、2.8AI i/At/s1-2-12010.5二、峰值和有效值二、峰值和有效值3.3.有效值有效值 定義：定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。4.4.正弦交流電正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：的有效值與最大值的關(guān)系：m2EE m2II E、U、I二、峰值和有效值二、峰值和有效值說明：說明：1、以上關(guān)系式只適用于、以上關(guān)系式只適用于正弦正弦或或余弦余

7、弦交流電；交流電；2、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流指的是有效值；指的是有效值；3、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值的讀數(shù)是有效值4、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值二、峰值和有效值二、峰值和有效值平均值：平均值：ENt 2 2、求通過某導(dǎo)體截面的、求通過某導(dǎo)體截面的電量電量一定要用平均值。一定要用平均值。 注意：注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、平均值平均值在在應(yīng)用上的區(qū)別。應(yīng)用上的區(qū)別。 1 1、在求交流電的、在求交流電的功、功率或電熱功、功率或電熱時必須用交流電的時必須用

8、交流電的有效值。有效值。 二、峰值和有效值二、峰值和有效值i/ i/At/st/s+10-100.05 0.1 0.15 0.2如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流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)圖象求出請根據(jù)圖象求出它的周期它的周期,頻率頻率,最大值和有效值最大值和有效值 ,并寫出電流的函數(shù)表達(dá)式并寫出電流的函數(shù)表達(dá)式.解析解析:由圖象可知由圖象可知:T=0.2s 根據(jù)根據(jù) f=1/T 得得:f=5Hz.10AmI有效值有效值:最大值最大值:電流的函數(shù)表達(dá)式電流的函數(shù)表達(dá)式: 3 3根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計算電流的有效值根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計算電流的有效值4 4Em50 V 由由2

9、f100 rad/s得得f50 Hz 2.2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流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電的頻率是_Hz_Hz。若將該電壓加在。若將該電壓加在10uF10uF的電容器上，的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V_V；若將該電壓加在一；若將該電壓加在一阻值為阻值為1K1K的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為的純電阻用電器上，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于_ A A。20020020.2520021.0u/vt/s 3如

10、圖所示的如圖所示的(a)、(b)兩圖分別表示兩個兩圖分別表示兩個交變電壓，比較這兩交變電壓，比較這兩個交變電壓，它們具個交變電壓，它們具有共同的有共同的()A有效值有效值 B頻率頻率C最大值最大值 D均不一樣均不一樣周期一樣周期一樣4如圖所示，是一交變?nèi)鐖D所示，是一交變電流隨時間變化的圖象，電流隨時間變化的圖象，求此交變電流的求此交變電流的有效值有效值3、最大值（峰值）：、最大值（峰值）： Em Um m 4、瞬時值：、瞬時值： u i e1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。2、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。5、有效值有效值： E U I （1）定義：）定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)（2）正弦交流電正弦交流電的有效值與最