描述交变电流的物理量教学课件

1、 5.2 描述交变电流的物理量南昌市第一中学 张勇治第五章：交变电流 5.2 描述交变电流的物理量南昌市第一中学 张勇复习（1）感应电动势最大值为多大？线圈在何位置？磁通量是多少?磁通量的变化率呢?bacdBd(c)a(b)VV（a图）析: .感应电动势最大值为Em = NBS .线圈平面与磁感线平行时，ab、cd两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大.磁通量为零;磁通量的变化率/t为最大. 复习（1）感应电动势最大值为多大？线圈在何位置？磁通量是多少（2）中性面上有什么特点？磁通量是多少? 磁通量的变化率呢?bcdaa(b)d(c)VVBO.中性面即 SB 特点:（a）最大F0=DDFt0

2、=E感0=感I（b）每经过中性面一次,I感方向就改变一次。（b图） （2）中性面上有什么特点？磁通量是多少?bcdaa(b)d(.正弦交变电流的图象:.以矩形线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）Em- Emu/Vt/s0T/2T2t/Wbt/s0T/2T2tm=BScos te=Emsinw ti/At/s0T/2T2tIm- Im.则电路中的电流： i=Imsinw t ( Im=Em/R+r) .正弦交变电流的图象:.以矩形线圈经过中性面开始计时，在e/V0100t/s-1000.020100t/s-1000.02e/V甲乙(1)由图可知甲乙两图所

3、描述的线圈分别从哪里开始计时?(2)该交流发电机电动势的最大值，周期，频率，转速各是多少？该交变电流的方向每秒钟改变多少次？(3)假如该交流发电机有10匝线圈，则在t=0.01S时的磁通量为多少？(4)请写出甲乙两图的交变电流的函数式？ e/V0100t/s-1000.020100t/s-1000一、表征交变电流大小物理量:1、瞬时值：对应于某一时刻的值，用小写字母 表示：e i u2、最大值（峰值）：用大写字母表示，Um m Em Em = NBS m= Em/ R注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为: Em = NBS 是仅由匝数N，线圈面积S，

4、磁感强度B和角速度四个量决定。与轴的具体位置、线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。（当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通变化率/t为最大，感应电动势E为最大） 一、表征交变电流大小物理量:1、瞬时值：对应于某一时刻的值， 耐压值（最大值） 电容 耐压值（最大值） 电容 情景：甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开 情景：甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是恒定的3A我的电流是变化的交流电的热效果和直流电相同我的电流有效值也是3A概念的

5、引入：为了反映交变电流所产生的效果，引入有效值的概念 我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是恒定的3A3、有效值： 让交流电与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在它们在相同时间内（如：一个周期内）产生的热量相等，我们就把 这一恒定电流的电流值I和电压值U叫做这一交变电流的电流有效值和电压有效值用大写字母表示：E、I、U、有效值是描述交流电热效应的物理量。、额定电压、额定电流，电压表、电流表的读数都是指的有效值。 3、有效值： 让交流电与恒定电流通过相同的电阻.能力思维方法:例1.如图所示为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电电流的有效值为：_.i/At/s00.020.0423

6、-42分析：该交变电流周期为T=0.02s，前t1=0.01s内为恒定电流A2I1=4后t2=0.01s内为恒定电流A2I2=-3因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：Q=I2RT=I12Rt1+ I22Rt2代入数据计算得：I=5A .能力思维方法:例1.如图所示为一交流电的电流随时间而 、正弦交流电的有效值与峰值之间的关系是:222mmmUUIIEE=.上述公式只适用于正弦式交流电.注意： 正弦交流电的有效值和峰值之间具有如上的关系，但非正弦（非余弦）交流电无此关系，必须按有效值的定义进行推导。 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电

7、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。在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值 、正弦交流电的有效值与峰值之间的关系是:222mmmUU4、峰值、有效值、平均值在应用上的区别:. 峰值是交流电变化中的最大瞬时值，在判断电容器是否会被击穿时，需考虑交流电的峰值是否超过电容器的额定电压。.有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。 .平均值是由公式E平均=DF /Dt 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的。.在计算交流电通过电阻产生的热量、热功率时，只能用有效值，而不能用平均值。在计算通过导体

8、的电量时，只能用平均值，而不能用有效值。 4、峰值、有效值、平均值在应用上的区别:. 峰值是交流电变二、表征交变电流变化快慢的物理量周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。 单位：s .频率f：一秒内完成周期性变化的次数。 单位：Z.角频率：就是线圈转动的角速度。 单位：rad/s.角速度、频率、周期的关系Tfppw22=注意：当转速的单位为r/s（转/秒）时，转速与频率的数值相等。我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次 二、表征交变电流变化快慢的物理量周期T：电流完成一次周期性.能力思维方法2、如图所示，为一直流电通过如图所示的电阻R，则交变电流表的示数为A。i/A5t