精品课件5.2 描述交流电的物理量.ppt

本节回顾 * 5.2 描述交变电流的 物理量 复习回顾 (一)交变电流： 大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。 （二）正弦交流电的产生及变化规律 当线圈在匀强磁场中,从中性面开始计时绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，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。 跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 1、产生： 2、中性面： （三）规律： 函数表达式：从中性面开始计时 在纯电阻电路中: 　 电流: 电压: 电动势: 新课教学： 一、表征交变电流大小物理量 ①瞬时值： 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示，e , i , u ②峰值： 即最大的瞬时值 用大写字母表示，Um Ｉm　Em Em= NsBω Ｉm=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 ε Em=NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω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。 表征交流电大小的物理量 0 t/s 瞬时值：交变电流某一时刻的值 最大值：交变电流的最大瞬时值 U/V Um 电压最大值 电压瞬时值 i/A Im 电流最大值 电流瞬时值 ③ 有效值： E U I 1、定义： 根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。 2、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 3、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有这样的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导。 4、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；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。 5、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 6、 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。 ④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。 （3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。 （2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。 T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。 （4）关系： 我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。 0.02 50 314 100 一个周期内电流方向改变两次。 T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢，T越小，f越大，交流电变化越快。 ⑤平均值： 注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 B、求通过某导体截面的电量一定要用 平均值。 A、在求交流电的功、功率或电热时必 须用交流电的有效值。 例1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ） A．400V，0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s B 解析：从图中看出，该交流电的最大值和周期分别是：Em＝100V，T＝0.04s，而最大值Em＝NBSω，周期T＝2π／ω；当线圈转速加倍时，ω’＝2ω，故Em’＝2Em＝200V，T’＝T／2＝0.02s.故选B。 练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 解析：从图中可看出交变电流的周期T＝0.02s，在t＝0.0025s＝T／8时，电流为14.14A，而t＝T／8时线圈从中性面转过的角度为45°。 由电流表达式i＝Imsinωt得：14.14＝Imsin45° Im＝14.14／sin45°＝20A 而ω＝2π／T＝314rad/s. 故此电流的瞬时表达式为 i＝20sin314t(A) 例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于