《5.2描述交变电流的物理量》
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大
3、变化规律：
⑴ 可以用公式法描述： 瞬时电动势：
e=Emsinω t (S⊥B 计时) e=Emcosω t (S∥B 计时) 瞬时电流：i=Imsinω t 瞬时电压：u=Umsinω t
其中 Em=NBSω
⑵ 也可以用图象法描述：
e
o Em
t
i
o Im
t
u
o Um
t
交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只
⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值； ⑥求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值。 ⑦有效值不是平均值。同时： I有≠(0+Im )/2
Im
Um
在纯电阻电路中:
r
e
Im
=
Em R+r
Um=
Em R+r
R
i
R
u
思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不
是恒定电流。
R
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这个
电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？
解： (1)分段求解
i/ 2A
定电流是I、电压是U，我们就把I、U 叫做这个交
流的有效值。
i/A 2
1
例：I 2.8A为 0 0.2
-1
0.5
1 的有效值
0.8
t/s
-2
二.描述交变电流大小的物理量：
（2）理论计算表明对正弦式交变电流有 效值与峰值的关系：
E
1 2
Em
0.707Em
e/V
220 2
0.02
U
1 2
Um
0.707Um
4、平均值： E n I E
t
R
旋90°
1 BS
BS
t T 4
2 0
E
nS T
4
关于有效值、峰值、平均值的说明： ①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； ⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值；
解：T＝0.04s
f 1 25Hz T
2 2f
T
50 (rad / s)
二.描述交变电流大小的物理量：
1、瞬时值： e = Em sin ω t
e/V
30
-30
0.01
0.02
t/s
u = Um sin ω t i = Im sin ω t
2、峰值 （电流或电压所能达的最大值）
Em=NBSω
220 2
0.01
t/s
I
1 2
Im
0.707Im
以上关系式只对正弦式电流成立。
例4：如图表示一交流随时间变化的图像， 求此交流的有效值？
iA
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
o
I 2 ( 2 )2 1 ( 4 )2 1 4 22 22
12
3
4
ts
I 5A
二.描述交变电流大小的物理量：
一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标 注的是能承受的最大值
耐压值（最大值）
电容
•电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于 交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。
关于有效值、峰值、平均值的说明： ①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； ⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值； ⑥求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值。
第五章第二节 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 1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动时，线圈中产生的是交流电。
2、中性面：跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
Q交 （2 I12Rt1 I22Rt2）
1
2（12 10.2 22 10.3） 0 0.
2.8J
-1 2
0.
1
5
0. 8
t/s
(2)Q直=Q交
Q直
I
2 直
Rt
Q交
I
2 直
Rt
2
2.8
I
2 直
11
I直 2.8A
等 效
I直 2.8A
二.描述交变电流大小的物理量：
3、有效值：E，U，I
（1）定义：根据电流的热效应来定义：让交变电 流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交 流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒
用电压、电流描述不全面。这节课我们学习表征正弦 交流电的物理量。
一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。
1.周期（T）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间 2.频率（f）：一秒内完成周期性变化的次数
3. 关系： f 1 , T
在正弦交流电 e= Em sin ωt
中，线框旋转角速度
e
Em
0.01
-Em
T= 0.02s
0.02
t/s
f= 50Hz
2 2f 2n
T
例1.我国生产和生活用交变电流的 周期T＝___0_._02__s， 频率f= ____5_0__Hz， 角速度ω＝___10_0_π__rad/s， 在1s内电流的方向变化__1_0_0___次。
例2：如图所示为某正弦式交变电流的图 像，求其周期,频率和角速度。
Em
o
- Em
e乙
T/4
2T/4
甲 π/2 丙π
3T/4
戊（甲）
T
t
3π/2 2π ωt
丁
中性面：（甲丙）
1.B⊥S，φ最大
0 t
2.没有切割，E=0，I=0
3.电流方向改变
2020/7/20
Φ
Φm
甲
乙 2T/4 丁
戊（甲）
0 -Φm
T/4
3T/4 T
丙
t
与中性面垂直：（乙丁） 1.B∥S，φ=0，t 最大 2.垂直切割，E最大，I最
f
T
2、 峰值（最大值）：表示交流电流的强弱或电压的高低
3、有效值： （1）根据电流的热效应来规定。
e/V
220 2
0.02
（2）正弦交变电流的有效值 E Em 2 。 220 2 0.01
t/s
（3）注意：①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
q It 平均值： E n I E
t
R
⑦有效值不是平均值。同时： I有≠(0+Im )/2
算一算：
1).照明用的 电压为220V的正弦交流电,其 电压最大值为多大? 311V
2).某电容器的标称值为“10V”,加在该
电容器上的正弦交流电的电压的有效值为
多大?
7.07V
四、课堂小结
1、周期和频率： T 1 2 2f
定电流是I、电压是U，我们就把I、U 叫做这个交
流的有效值。
交流
通过大小相同 电阻R
恒定电流
ＩＵ
在交流电的一 个周期内
交流的 有效值 为ＩＵ
二.描述交变电流大小的物理量：
3、有效值：E，U，I
（1）定义：根据电流的热效应来定义：让交变电
流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交
流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒
3、变化规律：
⑴ 可以用公式法描述： 瞬时电动势：
e=Emsinω t (S⊥B 计时) e=Emcosω t (S∥B 计时) 瞬时电流：i=Imsinω t 瞬时电压：u=Umsinω t
其中 Em=NBSω
⑵ 也可以用图象法描述：
e
o Em
t
i
o Im
t
u
o Um
t
交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只
⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值； ⑥求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值。 ⑦有效值不是平均值。同时： I有≠(0+Im )/2
Im
Um
在纯电阻电路中:
r
e
Im
=
Em R+r
Um=
Em R+r
R
i
R
u
思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不
是恒定电流。
R
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这个
电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？
解： (1)分段求解
i/ 2A
定电流是I、电压是U，我们就把I、U 叫做这个交
流的有效值。
i/A 2
1
例：I 2.8A为 0 0.2
-1
0.5
1 的有效值
0.8
t/s
-2
二.描述交变电流大小的物理量：
（2）理论计算表明对正弦式交变电流有 效值与峰值的关系：
E
1 2
Em
0.707Em
e/V
220 2
0.02
U
1 2
Um
0.707Um
4、平均值： E n I E
t
R
旋90°
1 BS
BS
t T 4
2 0
E
nS T
4
关于有效值、峰值、平均值的说明： ①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； ⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值；
解：T＝0.04s
f 1 25Hz T
2 2f
T
50 (rad / s)
二.描述交变电流大小的物理量：
1、瞬时值： e = Em sin ω t
e/V
30
-30
0.01
0.02
t/s
u = Um sin ω t i = Im sin ω t
2、峰值 （电流或电压所能达的最大值）
Em=NBSω
220 2
0.01
t/s
I
1 2
Im
0.707Im
以上关系式只对正弦式电流成立。
例4：如图表示一交流随时间变化的图像， 求此交流的有效值？
iA
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
o
I 2 ( 2 )2 1 ( 4 )2 1 4 22 22
12
3
4
ts
I 5A
二.描述交变电流大小的物理量：
一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标 注的是能承受的最大值
耐压值（最大值）
电容
•电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于 交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。
关于有效值、峰值、平均值的说明： ①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； ⑤通常电容器所标的耐压值（击穿电压）指的是最大 值，保险丝的熔断电流指的是有效值； ⑥求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值。
第五章第二节 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 1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动时，线圈中产生的是交流电。
2、中性面：跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
Q交 （2 I12Rt1 I22Rt2）
1
2（12 10.2 22 10.3） 0 0.
2.8J
-1 2
0.
1
5
0. 8
t/s
(2)Q直=Q交
Q直
I
2 直
Rt
Q交
I
2 直
Rt
2
2.8
I
2 直
11
I直 2.8A
等 效
I直 2.8A
二.描述交变电流大小的物理量：
3、有效值：E，U，I
（1）定义：根据电流的热效应来定义：让交变电 流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交 流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒
用电压、电流描述不全面。这节课我们学习表征正弦 交流电的物理量。
一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。
1.周期（T）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间 2.频率（f）：一秒内完成周期性变化的次数
3. 关系： f 1 , T
在正弦交流电 e= Em sin ωt
中，线框旋转角速度
e
Em
0.01
-Em
T= 0.02s
0.02
t/s
f= 50Hz
2 2f 2n
T
例1.我国生产和生活用交变电流的 周期T＝___0_._02__s， 频率f= ____5_0__Hz， 角速度ω＝___10_0_π__rad/s， 在1s内电流的方向变化__1_0_0___次。
例2：如图所示为某正弦式交变电流的图 像，求其周期,频率和角速度。
Em
o
- Em
e乙
T/4
2T/4
甲 π/2 丙π
3T/4
戊（甲）
T
t
3π/2 2π ωt
丁
中性面：（甲丙）
1.B⊥S，φ最大
0 t
2.没有切割，E=0，I=0
3.电流方向改变
2020/7/20
Φ
Φm
甲
乙 2T/4 丁
戊（甲）
0 -Φm
T/4
3T/4 T
丙
t
与中性面垂直：（乙丁） 1.B∥S，φ=0，t 最大 2.垂直切割，E最大，I最
f
T
2、 峰值（最大值）：表示交流电流的强弱或电压的高低
3、有效值： （1）根据电流的热效应来规定。
e/V
220 2
0.02
（2）正弦交变电流的有效值 E Em 2 。 220 2 0.01
t/s
（3）注意：①对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ②计算电流做功或热功率、热量均用有效值； ③交流电流表和电压表的读数是有效值； ④交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
q It 平均值： E n I E
t
R
⑦有效值不是平均值。同时： I有≠(0+Im )/2
算一算：
1).照明用的 电压为220V的正弦交流电,其 电压最大值为多大? 311V
2).某电容器的标称值为“10V”,加在该
电容器上的正弦交流电的电压的有效值为
多大?
7.07V
四、课堂小结
1、周期和频率： T 1 2 2f
定电流是I、电压是U，我们就把I、U 叫做这个交
流的有效值。
交流
通过大小相同 电阻R
恒定电流
ＩＵ
在交流电的一 个周期内
交流的 有效值 为ＩＵ
二.描述交变电流大小的物理量：
3、有效值：E，U，I
（1）定义：根据电流的热效应来定义：让交变电
流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交
流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒