5.2描述交变电流的物理量ppt

1、 t/s 复习回顾复习回顾 ( (一一) )交变电流：交变电流： 大小和方向随时间作周期性变化的电流大小和方向随时间作周期性变化的电流; ;简称简称交流交流。 其中按其中按正弦规律正弦规律变化的交流电叫变化的交流电叫正弦交流电正弦交流电。 （二）正弦交流电的产生及变化规律（二）正弦交流电的产生及变化规律 当线圈在匀强磁场中当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴绕垂直于磁场方向的轴匀匀 速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变 化的。即正弦交流。化的。即正弦交流。 跟磁感线垂直的平面叫做跟磁感线垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿。这一位置穿

2、 过线圈的过线圈的磁通量最大磁通量最大，但线圈的，但线圈的磁通量变化率为零磁通量变化率为零， 线圈中线圈中无感应电动势无感应电动势。 1 1产生：产生： 2 2中性面：中性面： 3 3规律：规律： 函数表达式：函数表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时 tIi m sin 在在纯电阻电路纯电阻电路中中: : 电流电流: : 电压电压:tUu m sin tEe m sin 电动势电动势: : SNBE m 一、描述交流电的物理量：一、描述交流电的物理量： 1 1最大值（最大值（峰值）峰值）： Em Um m SNBEm 瞬时值：瞬时值： u i e 周期周期和和频率频率： （1 1）周期：）

3、周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 （3 3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度角速度。 （2 2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。）频率：一秒内完成周期性变化的次数。 T T和和f f的物理意义：表征交流电的物理意义：表征交流电变化的快慢变化的快慢。 （4 4）关系：）关系： T f 1 f T 2 2 例例1 我国生产和生活用交流电的周期我国生产和生活用交流电的周期T T _s_s，频率，频率f= _Hzf= _Hz，角，角 速度速度_rad/s_rad/s，在，在1s 1s内电流的内电流的 方向变化方向

4、变化_次。次。 0.0250 100 一个周期内电流方向改变两次一个周期内电流方向改变两次。 例例2：如图所示为某正弦式交变电流的图像，如图所示为某正弦式交变电流的图像， 求其周期求其周期,频率和角速度。频率和角速度。 解：解：T0.04s t/10-2st/10-2s Hz T f25 1 srad f T /50 2 2 U/v 思考与讨论：思考与讨论：如图所示通过一个如图所示通过一个R=1的电阻的的电阻的 电流电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。随时间变化的曲线。它不是恒定电流。 -2 1 2 i/A t/s -1 0 0.5 1 1. 怎样计算通过怎样计算通过1 S内电阻内电阻R中

5、产生的热量中产生的热量? 2. 如果有一个大小、方向如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这都不变的恒定电流通过这 个电阻个电阻R，也能在，也能在1 S内产生同样的热量，这个电流是内产生同样的热量，这个电流是 多大？多大？ 解解： 2 2 21 2 1 22) 1 (RtIRtIQ 交 3 . 01222 . 0112 22 J8 . 2 RtIQ 2 )2( 直 118 . 2 2 I AI8 . 2 -2 1 2 i/A t/s -1 0 0.5 1 交流电的热效应和直流电相同交流电的热效应和直流电相同 我 的 电我 的 电 流 是 恒流 是 恒 定的定的3A3A 我我1010分钟分钟

6、 把水烧开把水烧开 我我1010分钟分钟 也把水烧也把水烧 开！开！ 我 的 电我 的 电 流 是 变流 是 变 化的化的 t/st/s 我的电流我的电流 有效值也有效值也 是是3A3A 3 3、有效值有效值 根据根据电流的热效应电流的热效应来定义：让交变来定义：让交变 电流和恒定电流分别通过大小电流和恒定电流分别通过大小相同相同电阻，电阻， 如果在交流的如果在交流的一个周期内一个周期内它们产生的热它们产生的热 量量相等相等，而这个恒定电流是，而这个恒定电流是I I、电压是、电压是U U， 我们就把这我们就把这I I、U U叫做这个交流的有效值叫做这个交流的有效值。 二二. .描述交变电流描述

7、交变电流大小大小的物理量：的物理量： （1 1）定义）定义： 对正弦式交变电流：对正弦式交变电流： mm UUU707. 0 2 1 mm EEE707. 0 2 1 mm III707. 0 2 1 A A交流用电器的交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流指的是指的是 有效值；有效值； C C交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是有效值的读数是有效值 B B对于交流电若没有特殊说明的均指有效值对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 D D通常电容器所标的通常电容器所标的耐压值耐压值指的是指的是最大值最大值， 保险丝的保险丝的熔断电流熔断电流指的是指的是有效值有效值 (2

8、)(2)有效值的说明：有效值的说明： F F、有效值不是平均值、有效值不是平均值。 E.E.计算电功、电热都用有效值计算电功、电热都用有效值. . 正弦正弦交变电流的交变电流的平均值平均值： t nE rR E I tIq 电荷量： 回顾回顾： e = Em sin t u = Uu = Um m sin t sin t i = Ii = Im m sin t sin t 1 1、瞬时值：、瞬时值： E Em m= =N N BSBS 2 2、最大值（、最大值（峰值峰值）电流或电压所能达到的最大值。电流或电压所能达到的最大值。 U Um m= = Em R+r I Im m = = Em R+

9、r R 电容电容 耐压值耐压值 （最大值）（最大值） 电容器的电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于耐压值（也称击穿电压）要高于 交流电的峰值交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。，否则电容器可能被击穿。 0 U U t/s 电压瞬时值电压瞬时值 t1 U U1 1 对最大值、瞬时值的理解：对最大值、瞬时值的理解： U Um m -U-Um m 电压最大值电压最大值 U Um m 算一算：算一算： 1).照明用的照明用的 电压为电压为220V的正弦交流电的正弦交流电,其电其电 压最大值为多大压最大值为多大? 2).电动机用电压为电动机用电压为380V的正弦交流电的正弦交流电,其电其电 压最大值又为

10、多大压最大值又为多大? 3) .某电容器的标称值为某电容器的标称值为“10V”,加在该电容加在该电容 器上的正弦交流电的电压的有效值为多大器上的正弦交流电的电压的有效值为多大? 311V 537V 7.07V 练一练：练一练：如图所示，矩形线圈的匝数为如图所示，矩形线圈的匝数为n n，线，线 圈面积为圈面积为S S，线圈内阻为，线圈内阻为r r，在磁感应强度为，在磁感应强度为B B的的 匀强磁场中绕匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外匀速转动，外 电路电阻为电路电阻为R R。在线圈由图示位置转过。在线圈由图示位置转过9090的的 过程中，求：过程中，求： (1)(1)通过电阻通

11、过电阻R R的电量的电量q q； n B S qI t Rr (2)(2) 电阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热QQ 2 2 2 )(4 ) 4 1 rR nBSR RTIQ （ . .如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.050.05，共有，共有100100匝；线圈匝；线圈 电阻为电阻为11，外接电阻，外接电阻R R99，匀强磁场的磁感应强，匀强磁场的磁感应强 度为度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速旋转的转速匀速旋转 时，求：时，求： (1)(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感圈中感 应电动势的瞬时表达式；应电动势的瞬时表达式； (2)(