5.2《描述交变电流的物理量》.ppt

§5.2 描述交变电流的物理量　 第五章 交变电流 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 复习回顾 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: 复习回顾 a b c d K L A B a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d k L A B a b c d k L A B (2)用图象描述: 复习回顾 1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. 2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数. 3、关系： 一个周期内电流方向改变两次。 一、周期和频率 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 100π 100 1 二、峰值和有效值 什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？ i/mA 0.5 t/s -0.5 0.02 0.01 1、峰值：电流或电压所能达到的最大值. 电容 耐压值（最大值） 电容器的耐压值 二、峰值和有效值 2、瞬时值： e 、i 、u 二、峰值和有效值 如图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. Im＝20A ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A) T＝0.02s 2 √2 在实际中我们常常不研究交变电流的瞬时效果,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？ 二、峰值和有效值 [思考与讨论] 如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流. 怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? Q=I12Rt1+I22Rt2=2.8J 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大? Q=I2Rt=2.8J i/A t/s 1 -2 -1 2 0 1 0.5 二、峰值和有效值 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. 4.正弦交流电的有效值与最大值的关系： E、U、I 二、峰值和有效值 说明： 1、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电； 2、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； 3、交流电流表和交流电压表的读数是有效值； 4、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值. 二、峰值和有效值 平均值： 2.求通过某导体截面的电量一定要用平均值. 注意:峰值(最大值)、有效值、平均值在应用上的区别. 1.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值. 二、峰值和有效值 i/A t/s +10 -10 0.05 0.1 0.15 0.2 如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效值 ,并写出电流的函数表达式. 解析:由图象可知: T=0.2s 根据 f=1/T 得:f=5Hz. 有效值: 最大值: 电流的函数表达式: ? ? 3 根据电流的热效应先计算电流的有效值． 4 B 三、相位 两条曲线有什么不同？ u=Umsin(ωt+φ) 相位 u1=Umsin(ωt+φ1) u2=Umsin(ωt+φ2) 相位差 (ωt+φ1) - (ωt+φ2) 若频率相同 = φ1 - φ2 确定相位差 φ是t=0时的相位， 叫初相位. Em＝50 V ω＝100πrad/s=2πf 1.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V）. 对此电动势，下列说法正确的有（ ） f＝50 Hz CD 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______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______A. 200 －200 2 0.25 200 u/v t/s