1、第第5 5章章 第第2 2节节 交变电流交变电流 交变电流物理量交变电流物理量 高二年级高二年级 选修选修3-23-2 课堂引入： 我们用过的打点计时器是一种用交流电源供电的计时仪器， 那么打点计时器为什么每隔0.02秒打一个点呢？ 1.物理意义 描述交变电流变化快慢的物理量。 2.周期(T/s) 交变电流完成一次周期性变化所需的时间；单位：秒（s） 3.频率(f/Hz) 交变电流在1 s内完成周期性变化的次数；单位：赫兹。 4.关系： 一、周期和频率 5.我国民用交变电流的周期和频率 周期： 频率： 则其正弦交流电的瞬时值表达式： T=0.02s f=50 Hz 电流： 电压： 二、峰值和有
2、效值 1.最大值（峰值）： Em Um m 2.瞬时值： u i e 电容 耐压值（最大值)3.电容器的耐压值 220V ?380V ？ 220V、380V电压、交流电表的示数， 电器铭牌上的标称值等指的都是峰值吗？ 不是，是有效值.什么是有效值呢？ i/A t/s - - 0 0.2 0.5 0.8 1.0 如图所示的电流i通过一个R=1的电阻，不是恒定电流。 (1)怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? (2)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内产生同样的热量,那么这个电流是多大? 思考与讨论 i/A t/s - - 0 0.2 0.5 0.8 1.0 解析: 图像
3、反映的交变电流可以分为4段.前半个周期中, 00.2s内,可看成电流大小为1A的恒定电流, 0.20.5s内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。 思考与讨论 (1) =21210.2J+22210.3J=2.8J (2)Q=I2Rt 2.8J=I211s I= A （1）定义：根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻， 如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值. 3.交变电流的有效值：E、U、I （2）说明：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值； 交流电压表和交流电流表
4、的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。 （3）正弦式交流电的有效值与最大值的关系：对于其他交变电流，其有效值与峰值间的关系均需 根据有效值的定义做具体分析. 上题中交变电流的有效值为 （4）注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 A、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 B、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 平均值： 3.交变电流的有效值：E、U、I 【典例1】.图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。学科 课堂练习 （2）1:2 【典例2】.某交流发电机产生的感应
5、电动势与时间的关系，如图所示，如果其他条件不变， 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（ ） A400V， 0.02s B200V, 0.02s C400V, 0.08s D200V, 0.08s 课堂练习 A 三、相位 1.如图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲Emsint；u乙Emsin(t )，其中 “_”叫做交变电流的_，是t0时的相位，叫做交变电流的_。 2.两支交流的相位之差叫做它们的 ；当它们的 相同时，相位 差是个常数。 t相位初相位 相位差频率 课堂小结 描述交变电流的物理量 变化快慢 周期T、频率f 关系: 变化大小 瞬时值： 变化范围 峰值： 有效值定义的三同: 正弦式交变电流 峰值与有效值的关系： 热效应 相同电阻、相同时间、相同热量