描述交变电流的物理量 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
流不能低于__ ____A。0.1 2
u/v
200
2
t/s
－200
例2.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。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I
2 2
RT
4
2
I
1 2
(I12
I22
)
3 2
1 2
(4
2)2 (3
2)2 5A
练习1：如图表示一交流随时间变化的图 像，求此交流的有效值。
2、求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。 E N
平均值：
t
电量： q R
例1.某交流电压随时间的变化规律如图所示，
则此交流电的频率是_____0H.2z5。若将该电压加 在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小 于_____2_0V0；若将该电压加在一阻值为1KΩ的 纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避 免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电
角速度ω=_1_0_0_π_rad/s，在1s内电流
的方向变化__1_0_0次。
特别说明： 2f 2n
转速n的单位要换算成：（转每秒）
2、某交流发电机产生的感应电动势与 时间的关系，如图所示，如果其它条件不 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 ( B )
A．400V, 0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
一、周期和频率
物理意义：表示交流电变化的快慢
1、周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 角频率：
线圈在磁场中转动的角速度
3、关系： f 1 2 2f
T
T
一个周期内电流方向改变两次。
针对训练
1、我国生产和生活用交流电的 周期T=_0_.0_2__s，频率f= _5_0__Hz，
二、峰值和有效值
1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。
Em NBS
交变电流的峰值（Em，Im，Um）
i/mA
0.5
0.01
0.02
-0.5
t/s
应用实例：
电容器的耐压值（也称击穿电压）要高
击 于交流电的峰值，否则电容器可能被 穿。
例如将e=400sin314t加在电容
器两端，那么电容器的耐压值不
3.正弦交流电的有效值与最大值的关系：
E Em 2 UUm 2
I Im 2
说明： A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；
B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值
最大值除以 22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。
解：有效值为：
E Em 311 220V
22
由于交变电流的大小和方向随时间变化， 它产生的效果也随时间变化，在实际中 我们常常不研究它的瞬时效果，而是只 要知道交变电流在某段时间内的平均效 果就可以了。
那么我们怎样来衡量交变电流的平均 效果呢？ 请看下面的思考与讨论
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
0.5
1
-1
t/s
-2
i/A
2
1 0
0.5
-1
-2
解：(1)Q交
2
I12
Rt1
2I
2 2
Rt2
1 t/s
(2)Q直 I 2Rt
212 10.2 2 22 10.3 2.8 I 2 11
2.8J
I 2.8A
注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时 必须用交流电的有效值。
期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流 不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就 需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性。
阅读教材34页，完成以下内容：
（1）什么叫交变电流的周期？
（2）什么叫交变电流的频率？
（3）周期、频率、角速度的关系是什么？ （4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多 大？
3、如图示为某正弦交流电流的图 像，求其峰值、周期和角速度，并写 出该电流的瞬时值表达式。
Im＝20A T＝0.02s ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A)
阅读教材35页，完成以下内容：
（1）什么叫交变电流的峰值（最大值）？
（2）交变电流的有效值是如何定义的 ？
3、不同的交流发电机向同一电网供电，相位差 必须为零。否则：会使输电效率降低，甚至损 坏输电设备。
得低于
400V
电容器的耐压值
（击穿电压）
工作电压 （最大值）
电容
2.有效值 定义： E、U、I
根据电流的热效应来规定，让交流与 直流分别通过相同的电阻，如果在交流的 一个周期内它们产生的热量相等，就把这 个直流的数值叫做这个交流的有效值。
特点：交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流 的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明 时是以一个周期的时间来确定有效值的。
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
iA
I 2 ( 2 )2 1 ( 4 )2 1 o
12
3
4
ts
2 2 2 24
I 5A
图15 3
三、相位
e甲=Emsinωt e乙=Emsin(ωt+)
1、正弦符号sin后面的量ωt+叫做交变电流的 相位，其中是t=0时的相位，叫做交变电流的 初相位。
电动势瞬时值e Em sin t
其中Em NBS
知识回顾
其中属于交变电流的是 （b）（c）（e）；
其中属于正弦式电流的是 （b）
；
其中属于直流电的是 （a）(d)
；
其中属于恒定电流的是 （a）
。
i
Baidu Nhomakorabea
i
i
i
i
o
to
o t
tdo
o t
t
(a )
( b)
( c)
(d )
( e)
图15 1
知识回顾 由于交变电流的大小和方向都随时间做周
三、相位
2.两支交流的相位之差叫做它们的相位差．例
如 两 支 交 流 电 ， u1 ＝ Emsin(ωt ＋ Φ1) ， u2 ＝ Emsin(ωt＋Φ2)，它们的频率相同，但初相位 不同，它们的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝ Φ2－Φ1，是一个常量，等于两个初相之差，不
随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化 规律是相同的，只是步调不同．
u/v
200
2
t/s
－200
例2.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。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I
2 2
RT
4
2
I
1 2
(I12
I22
)
3 2
1 2
(4
2)2 (3
2)2 5A
练习1：如图表示一交流随时间变化的图 像，求此交流的有效值。
2、求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。 E N
平均值：
t
电量： q R
例1.某交流电压随时间的变化规律如图所示，
则此交流电的频率是_____0H.2z5。若将该电压加 在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小 于_____2_0V0；若将该电压加在一阻值为1KΩ的 纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避 免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电
角速度ω=_1_0_0_π_rad/s，在1s内电流
的方向变化__1_0_0次。
特别说明： 2f 2n
转速n的单位要换算成：（转每秒）
2、某交流发电机产生的感应电动势与 时间的关系，如图所示，如果其它条件不 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 ( B )
A．400V, 0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
一、周期和频率
物理意义：表示交流电变化的快慢
1、周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 角频率：
线圈在磁场中转动的角速度
3、关系： f 1 2 2f
T
T
一个周期内电流方向改变两次。
针对训练
1、我国生产和生活用交流电的 周期T=_0_.0_2__s，频率f= _5_0__Hz，
二、峰值和有效值
1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。
Em NBS
交变电流的峰值（Em，Im，Um）
i/mA
0.5
0.01
0.02
-0.5
t/s
应用实例：
电容器的耐压值（也称击穿电压）要高
击 于交流电的峰值，否则电容器可能被 穿。
例如将e=400sin314t加在电容
器两端，那么电容器的耐压值不
3.正弦交流电的有效值与最大值的关系：
E Em 2 UUm 2
I Im 2
说明： A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；
B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值
最大值除以 22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。
解：有效值为：
E Em 311 220V
22
由于交变电流的大小和方向随时间变化， 它产生的效果也随时间变化，在实际中 我们常常不研究它的瞬时效果，而是只 要知道交变电流在某段时间内的平均效 果就可以了。
那么我们怎样来衡量交变电流的平均 效果呢？ 请看下面的思考与讨论
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
0.5
1
-1
t/s
-2
i/A
2
1 0
0.5
-1
-2
解：(1)Q交
2
I12
Rt1
2I
2 2
Rt2
1 t/s
(2)Q直 I 2Rt
212 10.2 2 22 10.3 2.8 I 2 11
2.8J
I 2.8A
注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时 必须用交流电的有效值。
期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流 不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就 需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性。
阅读教材34页，完成以下内容：
（1）什么叫交变电流的周期？
（2）什么叫交变电流的频率？
（3）周期、频率、角速度的关系是什么？ （4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多 大？
3、如图示为某正弦交流电流的图 像，求其峰值、周期和角速度，并写 出该电流的瞬时值表达式。
Im＝20A T＝0.02s ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A)
阅读教材35页，完成以下内容：
（1）什么叫交变电流的峰值（最大值）？
（2）交变电流的有效值是如何定义的 ？
3、不同的交流发电机向同一电网供电，相位差 必须为零。否则：会使输电效率降低，甚至损 坏输电设备。
得低于
400V
电容器的耐压值
（击穿电压）
工作电压 （最大值）
电容
2.有效值 定义： E、U、I
根据电流的热效应来规定，让交流与 直流分别通过相同的电阻，如果在交流的 一个周期内它们产生的热量相等，就把这 个直流的数值叫做这个交流的有效值。
特点：交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流 的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明 时是以一个周期的时间来确定有效值的。
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
iA
I 2 ( 2 )2 1 ( 4 )2 1 o
12
3
4
ts
2 2 2 24
I 5A
图15 3
三、相位
e甲=Emsinωt e乙=Emsin(ωt+)
1、正弦符号sin后面的量ωt+叫做交变电流的 相位，其中是t=0时的相位，叫做交变电流的 初相位。
电动势瞬时值e Em sin t
其中Em NBS
知识回顾
其中属于交变电流的是 （b）（c）（e）；
其中属于正弦式电流的是 （b）
；
其中属于直流电的是 （a）(d)
；
其中属于恒定电流的是 （a）
。
i
Baidu Nhomakorabea
i
i
i
i
o
to
o t
tdo
o t
t
(a )
( b)
( c)
(d )
( e)
图15 1
知识回顾 由于交变电流的大小和方向都随时间做周
三、相位
2.两支交流的相位之差叫做它们的相位差．例
如 两 支 交 流 电 ， u1 ＝ Emsin(ωt ＋ Φ1) ， u2 ＝ Emsin(ωt＋Φ2)，它们的频率相同，但初相位 不同，它们的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝ Φ2－Φ1，是一个常量，等于两个初相之差，不
随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化 规律是相同的，只是步调不同．