描述交流電的物理量(很好用)

1、a15.2 5.2 描述交變電流的描述交變電流的物理量物理量a2復(fù)習(xí)回憶復(fù)習(xí)回憶( (一一) )交變電流：交變電流： 大小和方向隨時間作周期性變化的電流大小和方向隨時間作周期性變化的電流; ;簡稱簡稱交流交流。 其中按其中按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化的交流電叫變化的交流電叫正弦交流電正弦交流電。 二正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律二正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸繞垂直于磁場方向的軸勻勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。化的。即正弦交流。 跟磁感線垂直的平面叫做跟磁感線垂直的平面

2、叫做中性面中性面。這一位置穿。這一位置穿過線圈的過線圈的磁通量最大磁通量最大，但線圈的，但線圈的磁通量變化率為零磁通量變化率為零，線圈中線圈中無感應(yīng)電動勢無感應(yīng)電動勢。1 1、產(chǎn)生：、產(chǎn)生：2 2、中性面：、中性面：a33 3、規(guī)律：、規(guī)律： 函數(shù)表達(dá)式：函數(shù)表達(dá)式：從中性面開始計時從中性面開始計時tIimsin在在純電阻電路純電阻電路中中: : 電流電流: : 電壓電壓:tUumsintEemsin電動勢電動勢: :SNBEma4一、描述交流電的物理量：一、描述交流電的物理量：1 1、最大值峰值：、最大值峰值： Em Um Em Um m m SNBEm、瞬時值：、瞬時值： u i ea5、

3、周期周期和和頻率頻率：1 1周期：周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。交變電流完成一次周期性變化所需的時間。3 3角速度：線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動的角速度。角速度：線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動的角速度。 2 2頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。 T T和和f f的物理意義：表征交流電的物理意義：表征交流電變化的快慢變化的快慢。4 4關(guān)系：關(guān)系：Tf1fT22a6 我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T T_s_s，頻率，頻率f= _Hzf= _Hz，角速度角速度_rad/s_rad/s，在，在1s 1s內(nèi)電流內(nèi)電流的方向變化的方向變化_次。次。

4、50100一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。a7 例例1.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如下圖，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，如下圖，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，那么交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)槟敲唇涣麟妱觿莸淖畲笾岛椭芷诜謩e變?yōu)?A400V，0.02s BC400V, 0.08s DBa8 練習(xí)練習(xí)1：如下圖為某正弦交流電流的圖像，：如下圖為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。時值表達(dá)式。 I Im 20A100 ra

5、d/s.電流的瞬時表達(dá)式為電流的瞬時表達(dá)式為i20sin100t(A)Ta922212122) 1 (RtIRtIQ3 . 01222 . 011222J8 . 2RtIQ2)2(118 . 22 IAI8 . 2a10、有效值有效值： E U E U I I 1 1定義：定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。數(shù)值叫做這一交流電的有效值。2 2正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：正

6、弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：2mEE 2mII a11(3)(3)說明：說明：A A、以上關(guān)系式只適用于、以上關(guān)系式只適用于正弦正弦或或余弦余弦交交流電；流電；B B、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流 指的是有效值；指的是有效值； C C、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是的讀數(shù)是 有效值有效值D D、對于交流電假設(shè)沒有特殊說明的均指、對于交流電假設(shè)沒有特殊說明的均指 有效值有效值a12平均值：平均值：ENtB B、求通過某導(dǎo)體截面的、求通過某導(dǎo)體截面的電量電量一定要用一定要用 平均值。平均值。4 4注意：峰值最大值、有效注意：峰值最大值、有

7、效值、值、 平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。 A A、在求交流電的、在求交流電的功、功率或電熱功、功率或電熱時必時必 須用交流電的有效值。須用交流電的有效值。 a13 例例2.2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如下某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如下圖，那么此交流電的頻率是圖，那么此交流電的頻率是_Hz_Hz。假。假設(shè)將該電壓加在設(shè)將該電壓加在10uF10uF的電容器上，那么電的電容器上，那么電容器的耐壓值不應(yīng)小于容器的耐壓值不應(yīng)小于_V_V；假設(shè)將；假設(shè)將該電壓加在一阻值為該電壓加在一阻值為1K1K的純電阻用電器的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為防止意外事上，用電器恰能正常工作，為防

8、止意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于能低于_A_A。200200220021 . 0u/vt/sa14 例例3.如圖表示一交流的電流隨時間如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像變化的圖像,求該電流的有效值。求該電流的有效值。4 23 2222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52Aa15 練習(xí)練習(xí)2 2：如圖表示一交流隨時間變化：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。的圖像，求此交流的有效值。to123424iAs圖15 35IA 2221222TTI RTI RI R2222141(

9、)()2222I a16 例例4.4.圖中兩交變電流通過相同的電阻圖中兩交變電流通過相同的電阻R R。求：。求：1 1分別寫出它們的有效值、周期和頻率。分別寫出它們的有效值、周期和頻率。2 2計算它們在計算它們在R R上產(chǎn)生的功率之比。上產(chǎn)生的功率之比。2P甲甲:P乙乙I12R:I22RI1I221:2 AI225) 1 (1sT4 . 01Hzf5 . 21AI52sT4 . 02Hzf5 . 22a17練習(xí)練習(xí)3:3:一個電阻接在一個電阻接在10V10V的直流電源上，的直流電源上，它的發(fā)熱功率是它的發(fā)熱功率是P P，當(dāng)接到電壓為，當(dāng)接到電壓為u=10sintVu=10sintV的交流電源上

10、，它的發(fā)熱功的交流電源上，它的發(fā)熱功率率 A A0.25P B0.25P B0.5P 0.5P C CP DP D2P2PBa18 例例4.4.如下圖，線圈的面積是如下圖，線圈的面積是0.050.05，共有，共有100100匝；線圈電阻為匝；線圈電阻為11，外接電阻，外接電阻R R99，勻強(qiáng)磁，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B1 1TT，當(dāng)線圈以，當(dāng)線圈以300r/min300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時，求：的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時，求：(1)(1)假設(shè)從線圈處于中性面開始計時，寫出線假設(shè)從線圈處于中性面開始計時，寫出線 圈中圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式；感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式；(2)(2)

11、線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過1 130s30s時電動勢的瞬時值時電動勢的瞬時值多大；多大；(4)(4) 線圈每轉(zhuǎn)過一周，外力所做的功。線圈每轉(zhuǎn)過一周，外力所做的功。V325(3)(3)電路中電壓表和電流表示數(shù)電路中電壓表和電流表示數(shù) 各是各是多少多少A25.2V25.22Vt)10sin(502.5 J2.5 Ja19 例例5.5.如下圖，矩形線圈的匝數(shù)為如下圖，矩形線圈的匝數(shù)為n n，線圈面積，線圈面積為為S S，線圈內(nèi)阻為，線圈內(nèi)阻為r r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場中繞場中繞OOOO軸以角速度軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為電阻為R R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)

12、過。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過9090的過程的過程中，求：中，求：(1)(1)通過電阻通過電阻R R的電量的電量q q；n B SqI tRr(2)(2) 電阻電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱QQ 在此過程中電阻在此過程中電阻R R上的焦上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的的1 14 4， 222)(4)41rRnBSRRTIQ（a20 練習(xí)練習(xí)4 4：邊長為：邊長為a a的的單匝單匝正方形線圈在磁感應(yīng)正方形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中，以的勻強(qiáng)磁場中，以O(shè)OOO為軸勻速轉(zhuǎn)動，為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為角速度為，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈電阻，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直

13、，線圈電阻為為R R，求：，求：(1)(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T T4 4的過程中產(chǎn)生的的過程中產(chǎn)生的熱量熱量QQRaBQ442(2)(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T T4 4的的過程中通過線圈某截面的電過程中通過線圈某截面的電量量q q 2222BaBaqItRRa21 小結(jié)小結(jié)1 1、最大值峰值：、最大值峰值： Em Um Em Um m m 、瞬時值：、瞬時值： u i e3、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。4 4、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。Tf1fT225 5、有效值有效值： E U E U I I 1 1定義：定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值