表征交变电流的物理量学习

电流
电流图象
有效值
正弦式交 变电流
I＝ Im 2
正弦半波 电流
表征交变电流的物理量学习
I＝ Im 2
电流 正弦单向 脉动电流
矩形脉动 电流
非对称性 交变电流
电流图象
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有效值 I＝ Im 2
I＝
t TIm
【特别提示】交流电的有效值不是某一段时间内的平均值，
有效值是根据热效应定义的
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则有 P1＝I2mR，P2＝I2R＝ Im22R＝Im22R， 故 P1∶P2＝2∶1. 答案：2∶1
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• ►题后反思 • 有效值常见的错误是不管电流是什么形式的
电流，直接用正弦式交流电的有效值的计算 方法进行计算，正确的计算方法应该根据交 流电的热效应和某一直流电相等，在时间的 取值上，要至少取一个周期作为研究单位．
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• 什么时候要用到交变电流的有效值？什么时 候用交变电流的最大值？
• 【答案】所有电表的读数都是交变电流的有 效值，而电容器的击穿电压要用交变电流的 最大值来进行表示.
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课堂·优化整合
有效值的定义及有效值的计算
• 1．交变电流有效值是根据电流的热效应进行 定义的．理解时要注意三同：相同电阻、相 同时间、产生相同热量．
• 2．由于交流的周期特点，计算有效值时，通 常(2取)将一热个量 周Q 用期相．应的按物如理下量的方有法效计值算表示：(例如 Q＝I2Rt，
•Q＝(一1UR)个2假t，周设进而期交求内变出产电相应生表流征的交的通变有电热流过效的物值量电理量)．Q学阻习(可R，分计段算计交算流)．电在
• 3．常见的交变电流的图象和有效值
的关系是 I＝ Im2，U＝Um2.
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• 4．应用：(1)电器元件或设备上所标的耐压 值指该设备最所大能值承受的交流电________．
• (2)交流用电设备上所标的额定电压和额定电 有流效值是________；交流电压表有测效量值 的数值是
_______；交变电有流效的值 数值在无特别说明时都 指________．
Hz＝50 Hz. 即每秒钟会出现 50 个周期，而每个周期里电流方向改变两
次，故每秒钟电流方向改变 100 次．
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• 一、周期和频率 • 1．周期：交变电流完一成次_周_期__性_变__化___________
的时间，用T表示，单位是秒． • 2．频率：交变电流在1 s内完成周期性次变数化
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• 1．(多选)(2016·咸阳一模)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦 式电流的图象，当调整线圈转速后，所产生 正弦式电流的图象如图线b所示，以下关于这 两个正弦式电流的说法正确的是( )
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A．在图中 t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零
• D．做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴
• 【答案】C
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• 2．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsin ωt， 若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所
围面积减小一半，其他条件不变，则其电动
势A变．e为′(＝Emsin)ω2t
B．e′＝2Emsinω2t
C．e′＝Emsin 2ωt 【答案】B
D．e′＝E2msin 2ωt
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• 3．一台发电机产生的正弦式交变电流的电动 势最大值是400 V，线圈匀速转动的角速度是 100π rad/s，写出瞬时电动势的表达式，在1 s 内电流方向改变多少次？
• 【【答解案析】】由ee＝＝4E0ms0insiωnt，ω得t e＝104000sin 100πt，f＝2ωπ＝1200ππ
B．线圈先后两次转速之比为 3∶2
C．正弦式电流 a 的瞬时值为 u＝10sin (5πt) V
D．正弦式电流 b 的最大值为230 V 【答案】BCD 【解析】t＝0 时刻两个正弦式电流的感应电动势瞬时值均
为零，线圈都与磁场垂直，穿过线圈的磁通量都最大，故 A 错
误．由图读出两电流周期之比为 Ta∶Tb＝0.4 s∶0.6 s＝2∶3，
•第三节 表征交变电流的物理量
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课前·自主学习
• 1．把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁 场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动， 产生的交流电动势最大的情况是( )
• A．做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴
百度文库
• B．做成方形线圈，转轴通过线圈平面
• C．做成圆形线圈，转轴通过线圈平面
的f ______，用_赫__兹___表示，单位是______， 符3号．二是者H关z.系：T＝1f或 f＝T1.
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• 二、峰值和有效值 • 1．峰值：交变电流的电压、电流在一个周期
内最所大 能达到的______数值． • 2．有效值：使交变电流和恒定电流通相过同阻值
______的电阻，在交流的一个周期内，它们 产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫 做3这．二个者交关系流：的对于有正效弦值式．交变电流的有效值和最大值之间
乙
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解析：交变电流通过纯电阻 R 时，电功率 P＝I2R，I 是交 变电流的有效值．交变电流的有效值 I 是峰值 Im 的 12.这一结 论是针对正弦式交变电流的．至于方波交变电流通过纯电阻 R 时电流的大小 Im 不变，只不过是方向发生周期性的变化．而电 流通过电阻时的发热量与电流的方向无关，所以峰值为 Im 的方 波交变电流通过某纯电阻的电功率等于电流是 Im 的稳定电流 通过该纯电阻的电功率．设电热器的电阻为 R，通过方波交变 电流时发热功率为 P1，通过正弦式电流时发热功率为 P2.
而 T＝n1，则线圈先后两次转速之比为 3∶2，故 B 正确．
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，而平
均值是平均效果
I
＝
E R
＝
nRΔΔΦt，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动一周时，平均
值为零，而有效值不为零．
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• 例 1 如图所示，两个完全相同的电热器， 分别通有峰值相等的方波交变电流和正弦式 交变电流，则这两个电热器的电功率之比 P1∶P2＝________.
甲