描述交变电流物理量.pptx

描述交变电流物理量 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 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 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 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 有效 2 有效 2 有效 2 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 说明 以上关系式只适用于正弦或余弦流电 交流用电器的额定电压和额定电指的是有效值 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 有效 2 有效 2 有效 2 1 从中性面开始90度 1 2 从中性面开始转180度 2 2 2 23 从中性面开始转360度 0 1 0 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 有2 12 2 22 2 2 有2 12 22 42 2 32 2 5 此交流电为矩形交流电 在每半个周期内电流的数值是恒定的 如图可知 该交变电流在每个周期内都可看做两个阶段的直流电流 前 2中 1 42 后 2中 2 32 在一个周期中 该交变电流在电阻R上产生的热量为 12 2 22 2 42 2 2 32 2 2 25 设该交变电流的有效值为 有 则上述热量Q 有2 联立上两式 可得有效值为 5 0 1 2 3 2 i 分析 把图像补全看成一个正弦交流电的图像 根据正弦交流电的电流有效值等于电流最大值除以2 原图像无有虚线处 求得整个周期的有效电流设整个周期的电流为 有设半个周期的有效电流为 有 2 22 2 在一个周期中 该交变电流在电阻R上产生的热量为 有2 2 2 联立上两式 可得 有2 2 2 代入数据可得 1 一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场垂直 电阻为0 36欧姆 磁感应强度 随时间 的变化关系如图则线框中感应电流的有效值为 0 6 3 5 8 10 t 10 3 2 3 10 5 分析 从图像中可知 是一个定值设在0 3秒为 1 3 5秒 2 0 3 1 1 1 1 1 3 5 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 3 3 5 如图可知 该交变电流在每个周期内都可看做两个阶段的直流电流 前35 周期中 1 2 后25 周期中 2 3 在一个周期中 该交变电流在电阻R上产生的热量为 12 3 5 22 2 5 2 10 5 2 3