交变电流的特点

课堂互动讲练
例 如图3－1－4所示的各图象中表示交变 电流的是( )
图3－1－4
一、描述交变电流变化快慢的物理量
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时 间.（用T表示，单位是s） 2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数， 用f 表示，单位是Hz．
1 T f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率 为50Hz，电流方向每秒改变100次．
解：有效值为：
E
Em
311 220V 2 2
5 例、下列有效值为 i 2 A 的是（ AC） 2
i/A 5 0 -5 5 0 -5 i/A t/s
5 0.2 0.4
t/s
i/A
0
-5 5 0 -5 i/A
0.2
0.4
t/s
A
B
0.2 0.4 t/s
C
D
(3)有效值的说明：
A、交流用电器上标出的额定电压和额定 电流指的是有效值；
i/A
2 1 0 -1 -2
0.5
1 t/s
解： (1) QБайду номын сангаас 2.8J
(2)Q直 I Rt
2
2.8 I 11
2
I 2.8 A
2、有效值
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流 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，而这个恒定电流是I、电压是U， 我们就把这I、U叫做这个交流的有效值。
2
e(i)
T
t
o
变化状态完全相同的两点间的时间(t)为 一个周期(T)
二、描述交变电流大小的物理量 1、峰值（最大值）： I m、U m
1）物理意义 ：表示电流的强弱或电压的高低。
2）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。 例如将e=400sin314t加在电容器两 端，那么电容器的耐压值不得低于
答案：2.83 A
4A
交流
通过大小相同 电阻R
恒定电流
在交流电的一 个周期内
交流的 有效值 为ＩＵ
ＩＵ
Q交 Q直
例如某一交流通过一段电阻丝，在 一个周期内产生的热量为Q，如果 改为3A的恒定电流通过这段电阻 丝，在相同的时间内产生的热量也 是Q，那么，这个交变电流的有效 值就是
3A
练习：如图表示一交流的电流随时 间变化的图像,求该电流的有效值。
400V
有效值
思考与讨论：如图所示通过一个R=1Ω的电阻的
电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。 1. 怎样计算通过1 S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1 S内产生同样的热量，这个电流是大？
i/A
2 1 0 -1 -2 0.5 1 t/s
B、交流电流表和交流电压表的读数是有 效值
C、保险丝的熔断电流是有效值 D、以后提到的交变流电的数值，若没有 特殊说明的均指有效值
(4）峰值（最大值）、有效值、平均值
在应用上的区别。
A.求电容器的耐压值时要用交流的峰值. B.求交流的功、功率和电热时必须用交 流的有效值.
C.求通过某导体横截面的电量一定要用交 流的平均值.
1、周期和频率：
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。 （2）正弦交变电流的最大值是有效值的 2 倍。 (3)注意： A、对于交流若没有特殊说明的均指有效值。
1 T f
课堂小结

2 T 2f
B、电容器的耐压值要高于交变电流的峰值。 C、求交变电流的功、功率和电热时必须用交
丙：电子计算机中的矩形脉冲；
丁：激光通信用的尖脉冲．
4．正(余)弦式交变电流：
大小和方向都随时间按正(余)弦规律变化的电流，称 为正(余)弦式交变电流，简称为正(余)弦交流电．日常 生活中用的市电，就是正弦交流电．
特别提醒：有的交流电，只是方向改变，而大小 是恒定的，有的则是方向和大小同时改变
1．下图中画出了六种电流随时间变化的图 象．这六个图中的电流都随时间t做周期性变 化，其中属于交流电的是 甲、丙、戊、己 ，属于 丙 正弦式交流电的是________ ．
0.4
t/s
0
0.2
0.4
t/s
-5
5 (1) I 1 2A 解： 2
T1 0.4s f1 2.5Hz
T2 0.4s
I2 5A
f 2 2.5Hz
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
变式拓展
2．计算图3－1－7甲和乙所示的电流的有效值．
图3－1－7
解析：非正弦交流电或一般变化电流的有 效值与最大值间的关系不确定，若要计算其有 效值，可运用“定义法”或“对比法”．当某种变 化电流的图象与正弦交流电图象有相同之处时， 可用“对比法”，否则用“定义法”． 对于图甲应用定义法：I2RT＝ 42× RT/2. 解得 I＝ 2.83 A. 1 2 对 于 图 乙 应 用 对 比 法 ： I RT ＝ 2 8 2 × ( ) × RT 2 解得 I＝ 4 A.
4 2
3 2
（2）正弦交变电流的最大值为有效值 的 2 倍。
E m E
0 . 707 E m 2
U m U 0 . 707 U m 2 I m I 0 . 707 I m 2
最大值除以 2 2倍求有效值的方法只适用于 求正弦或余弦交变电流的有效值
1、 我国市电用的交变电流为e=311sin100πt, 求这种交变电流的有效值。
变电流的有效值。 D、求通过某导体横截面的电量一定要用交变 电流的平均值。
３.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.
i/A 5
0 -5 i/A
5 0.2
0.4 t/s
0
-5
0.2
0.4
t/s
i/A 5 5
i/A
0
-5
0.2
一、几种类型的电流的比较
1．直流电：
方向不随时间改变的电流统称 为直流电．其中，方向不变而 大小变化的直流电，叫做脉动 直流。
2．恒定电流： 大小和方向都不随时间发生改 变的电流，叫做恒定电流．
3．交变电流： 方向随时间做周期性变化的电流，叫做交变电 流，俗称交流电．
甲：家庭电路中的正弦式电流；
乙：示波器中的锯齿波扫描电压；