高中物理选修3-2第五章第二节描述交变电流的物理量(人教版).ppt

5 2描述交变电流的物理量 最大值 峰值 Em m Um 瞬时值 e i u 复习回顾 正弦式交变电流 瞬时值表达式 从中性面开始计时 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 角速度 线圈在磁场中单位时间内转过的角度 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 注 1r S 2 rad S 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 针对训练 0 01 0 02 0 02 e甲 Emsin t e乙 Emsin t 1 正弦符号sin后面的量 t 叫做交变电流的相位 其中 是t 0时的相位 叫做交变电流的初相位 二 相位 2 两支交流的相位之差叫做它们的相位差 例如两支交流电 u1 Emsin t 1 u2 Emsin t 2 它们的频率相同 但初相位不同 它们的相位差 t 2 t 1 2 1 是一个常量 等于两个初相之差 不随时间变化 可以说 这两支交变电流的变化规律是相同的 只是步调不同 三 相位 3 不同的交流发电机向同一电网供电 相位差必须为零 否则 会使输电效率降低 甚至损坏输电设备 例7 下图所示的三支交变电流 峰值相同的是 相位相同的是 周期相同的是 A B B C A B C 交变电流的峰值 Em Im Um 0 02 0 01 三 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 3 有效值定义 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 E U I 有效值 1 注意三同 电阻相同 时间相同 产生热量相同 2 注意三同 有效 指的是电流的热效应的等效 4 正弦交流电的有效值与最大值的关系 3 通常所说的交变电流的电压电流 交流电压表交流电流表测的值 交流用电器的额定电压额定电流 保险丝的熔断电流等指的都是有效值 典例1 2010 石家庄高二检测 如图所示为一交变电流的图象 则该交变电流的有效值为多大 计算有效值应注意 1 交流电有效值根据 电流热效应 2 计算时间取一个周期 3 分段处理 Q总 Q1 Q2而Q总 I有2RT U有2T R 标准解答 令该交变电流通过一电阻R 它在前半周期内通过该电阻产生的热量它在后半周期内产生的热量Q2 I02R 故在一个周期内产生的热量Q交 Q1 Q2 I02RT 设某一恒定电流I在相同的时间T内通过该电阻产生的热量为I2RT 由有效值的定义知 I02RT I2RT 得I I0 答案 I0 典例2 2010 广东高考 图是某种正弦式交变电压的波形图 由图可确定该电压的A 周期是0 01sB 最大值是311VC 有效值是220VD 表达式为U 220sin100 t V 标准解答 选B C 由图知 最大值Um 311V 且为正弦交流电 有效值U 220V 周期T 0 02s 表达式U 311sin100 t V B C选项正确 三 对交流电的瞬时值 最大值 平均值 有效值的理解及应用 计算热量 热功率 保险丝熔断电流时用有效值 计算电量时用平均值 电容器的击穿电压用最大值 1 相位初相位相位差2 有效值的理解及计算 课堂小结 课堂小结 2 峰值 最大值 表示交流电流的强弱或电压的高低 1 周期和频率 3 有效值 1 根据电流的热效应来规定 2 正弦交变电流的最大值是有效值的倍 3 注意 A 对于交流若没有特殊说明的均