交流电复习课件
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第五章交变电流
青龙一中
郑印良
1.下列哪些图象表示的是交变电流？
１、交变电流：
叫正弦交流电． ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产 生 感应电流 ． ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 不切割 磁感线，线圈中没有感应电流，这样的 中性面 ．线圈平面每经过 位置叫做 中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈 转动一周，感应电流方向改变 两次 ．
1
2
3
4
2 2 1 4 2 1 I ( ) ( ) 2 2 2 2
2
t s
4
图 15
3
I 5A
练习3:一个电阻接在10V的直流电源上， 它的发热功率是P，当接到电压为 u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功 率 （ B ） A．0.25P
C． P
B．0.5P
D．2P
小结
2 （4）关系： f 1 2f T T 一个周期内电流方向改变两次。
• 正弦式交变电流 瞬时值：e=EMsinωt(中性面始) e=EMcosωt(B//S始） 最大值：EM=nbsω 有效值：计算功率、电功、电热、 电流表和电压表示数均为有效值 平均值：计算电流
例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝； 线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感 应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速 旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感 应电动势的瞬时表达式； 50 sin( 10t )V (2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值 多大；
u/v
200 2 －200
t/s
课堂练习
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。
5 (1) I1 2A 2
T1 0.4s
T2 0.4s
f1 2.5Hz
Iwenku.baidu.com 5A
f 2 2.5Hz
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
② 、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
平均值： E N t
一、描述交流电的物理量： 4、周期和频率： T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢 （1）周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 （2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。 （3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度
Em NBS
2、瞬时值： u i e
e Em sin t
3、有效值
（1）定义： E U I 根据电流的热效应来规定，让交流电和直流 通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产 生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一 交流电的有效值。 （2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
E
Em
将电阻R两端接20V的恒定电压时，电阻 R消耗的功率是10W，如果将这个电阻R 两端接上如图所示的正弦交流电压时，这 电阻实际消耗的功率是 ________
练习2：如图表示一交流随时间变化 的图像，求此交流的有效值。
i A
T T 2 I RT I R I 2 R 2 2 2 o
2 2 1
(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的 热量Q． 2 4 B a
Q 4R
(2)线圈从图示位置转过T／4的 过程中通过线圈某截面的电 量 q． 2 Ba 2 Ba 2 q It R 2 R
课堂练习 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_____Hz 0.25 。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 ______V 200 ；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流不能低 于______A 0.1 2 。
25 3V
(3)电路中电压表和电流表示数 各是 多少 22.5 2V 2.5 2 A (4) 线圈每转过一周，外力所做的功。
2.5 J
例5.如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面 积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强 磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路 电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程 中，求： (1)通过电阻R的电量q；
19．远距离输电装置如图所示，升压变压 器和降压变压器均是理想变压器。当K 由2改接为1时，下列说法正确的是（ ） A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率减小
４、一个变压器有两个线圈，若你手边有 交流电源，导线，交流电压表，你怎样 确定这两个线圈的匝数？
７、如图，可以将电压升高供给电灯的变 压器是（ ）
B
～
A
～
B
C
D
U
× A
×B ×
11、如图所示，理想变压器原副线圈接有相同 的灯泡A、B，原副线圈匝数比为2：1，交变电 源电压是U，则B灯两端的电压是（ D ）
A、U/2 C、U/5
B、2U D、2U/5
９、一座小型水电站输出功率是 20KW ，输电电压是 400V ，如果输 电线上的总电阻是1Ω，那么输电线 上损失的电功率是多少？用户得到 的电功率是多少？假如用 4000V 的 电压输电，则答案分别是多少？ I=P/U=50(A) PQ=I2Rt=2.5×103(W) I ’ =P/U ’ =5 (A) PQ ’=I ’ 2Rt=25 (W)
V
U1:U3=n1:n3 U1:U2=n1:n2
５、一交流电压U＝311sin314tV，加在 一个“220V、40W”的白炽灯泡上，请 问：（1）这个灯泡能正常发光吗？
能
（2）如果用多用电表交流档去测量通过 这个灯泡的电流，读数应该是多大?
I=P/U=0.18 A （3）写出电流瞬时值的表达式． i=0.26sin314t A
大小 和 方向 都随时间 做 周期性变化的交流电叫做交变电流． 电压和电流随时间按 正弦规律 变化的交流电
复习回顾 3、规律： 函数表达式：从 电动势:
开始计时
e Em sin t
Em NBS
在纯电阻电路中:
电流:
i I m sin t
u U m sin t
电压:
一、描述交流电的物理量： 1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm
nBS q It R r
(2) 电阻R上产生的焦耳热Q 在此过程中电阻R上的焦 耳热为一个周期内产生焦耳热 的 1 ／ 4， 1 2 R（nBS ) 2
Q 4 I RT 4( R r ) 2
练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应 强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动， 角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻 为R，求：
课堂练习 如图所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)
课堂练习
如图表示一交流电随时间而变化的图 象．此交流电流的有效值是 ______
课堂练习
一、变压器的工作原理 —— 互感现象 理想变压器 P入＝P出
二、理想变压器的变压规律
U1/U2=n1/n2
三、理想变压器的变流规律：
I1/I2=n2/n1
远距离高压输电
例５：在远距离输电中，当输送的电功率 相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说 法正确的是（ A B C ） (A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率， 但此种方法很有限 (B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减 小损失 的功率 (C)损失的功率与输送电压的二次方成反比 (D)损失的功率与输电线上的电压降成反比
2
I
Im
2
3、有效值 (3)说明： ①、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电； ②、交流用电器的额定电压和额定电流指的 是有效值； ③、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 ④、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 ⑤、电容器上所标电压是所允许加的电压的 最大值
一、交变电流的产生
3、有效值
（4）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。
青龙一中
郑印良
1.下列哪些图象表示的是交变电流？
１、交变电流：
叫正弦交流电． ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产 生 感应电流 ． ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 不切割 磁感线，线圈中没有感应电流，这样的 中性面 ．线圈平面每经过 位置叫做 中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈 转动一周，感应电流方向改变 两次 ．
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t s
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图 15
3
I 5A
练习3:一个电阻接在10V的直流电源上， 它的发热功率是P，当接到电压为 u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功 率 （ B ） A．0.25P
C． P
B．0.5P
D．2P
小结
2 （4）关系： f 1 2f T T 一个周期内电流方向改变两次。
• 正弦式交变电流 瞬时值：e=EMsinωt(中性面始) e=EMcosωt(B//S始） 最大值：EM=nbsω 有效值：计算功率、电功、电热、 电流表和电压表示数均为有效值 平均值：计算电流
例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝； 线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感 应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速 旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感 应电动势的瞬时表达式； 50 sin( 10t )V (2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值 多大；
u/v
200 2 －200
t/s
课堂练习
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。
5 (1) I1 2A 2
T1 0.4s
T2 0.4s
f1 2.5Hz
Iwenku.baidu.com 5A
f 2 2.5Hz
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
② 、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
平均值： E N t
一、描述交流电的物理量： 4、周期和频率： T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢 （1）周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 （2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。 （3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度
Em NBS
2、瞬时值： u i e
e Em sin t
3、有效值
（1）定义： E U I 根据电流的热效应来规定，让交流电和直流 通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产 生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一 交流电的有效值。 （2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
E
Em
将电阻R两端接20V的恒定电压时，电阻 R消耗的功率是10W，如果将这个电阻R 两端接上如图所示的正弦交流电压时，这 电阻实际消耗的功率是 ________
练习2：如图表示一交流随时间变化 的图像，求此交流的有效值。
i A
T T 2 I RT I R I 2 R 2 2 2 o
2 2 1
(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的 热量Q． 2 4 B a
Q 4R
(2)线圈从图示位置转过T／4的 过程中通过线圈某截面的电 量 q． 2 Ba 2 Ba 2 q It R 2 R
课堂练习 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_____Hz 0.25 。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 ______V 200 ；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流不能低 于______A 0.1 2 。
25 3V
(3)电路中电压表和电流表示数 各是 多少 22.5 2V 2.5 2 A (4) 线圈每转过一周，外力所做的功。
2.5 J
例5.如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面 积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强 磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路 电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程 中，求： (1)通过电阻R的电量q；
19．远距离输电装置如图所示，升压变压 器和降压变压器均是理想变压器。当K 由2改接为1时，下列说法正确的是（ ） A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率减小
４、一个变压器有两个线圈，若你手边有 交流电源，导线，交流电压表，你怎样 确定这两个线圈的匝数？
７、如图，可以将电压升高供给电灯的变 压器是（ ）
B
～
A
～
B
C
D
U
× A
×B ×
11、如图所示，理想变压器原副线圈接有相同 的灯泡A、B，原副线圈匝数比为2：1，交变电 源电压是U，则B灯两端的电压是（ D ）
A、U/2 C、U/5
B、2U D、2U/5
９、一座小型水电站输出功率是 20KW ，输电电压是 400V ，如果输 电线上的总电阻是1Ω，那么输电线 上损失的电功率是多少？用户得到 的电功率是多少？假如用 4000V 的 电压输电，则答案分别是多少？ I=P/U=50(A) PQ=I2Rt=2.5×103(W) I ’ =P/U ’ =5 (A) PQ ’=I ’ 2Rt=25 (W)
V
U1:U3=n1:n3 U1:U2=n1:n2
５、一交流电压U＝311sin314tV，加在 一个“220V、40W”的白炽灯泡上，请 问：（1）这个灯泡能正常发光吗？
能
（2）如果用多用电表交流档去测量通过 这个灯泡的电流，读数应该是多大?
I=P/U=0.18 A （3）写出电流瞬时值的表达式． i=0.26sin314t A
大小 和 方向 都随时间 做 周期性变化的交流电叫做交变电流． 电压和电流随时间按 正弦规律 变化的交流电
复习回顾 3、规律： 函数表达式：从 电动势:
开始计时
e Em sin t
Em NBS
在纯电阻电路中:
电流:
i I m sin t
u U m sin t
电压:
一、描述交流电的物理量： 1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm
nBS q It R r
(2) 电阻R上产生的焦耳热Q 在此过程中电阻R上的焦 耳热为一个周期内产生焦耳热 的 1 ／ 4， 1 2 R（nBS ) 2
Q 4 I RT 4( R r ) 2
练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应 强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动， 角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻 为R，求：
课堂练习 如图所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)
课堂练习
如图表示一交流电随时间而变化的图 象．此交流电流的有效值是 ______
课堂练习
一、变压器的工作原理 —— 互感现象 理想变压器 P入＝P出
二、理想变压器的变压规律
U1/U2=n1/n2
三、理想变压器的变流规律：
I1/I2=n2/n1
远距离高压输电
例５：在远距离输电中，当输送的电功率 相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说 法正确的是（ A B C ） (A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率， 但此种方法很有限 (B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减 小损失 的功率 (C)损失的功率与输送电压的二次方成反比 (D)损失的功率与输电线上的电压降成反比
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I
Im
2
3、有效值 (3)说明： ①、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电； ②、交流用电器的额定电压和额定电流指的 是有效值； ③、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 ④、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 ⑤、电容器上所标电压是所允许加的电压的 最大值
一、交变电流的产生
3、有效值
（4）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。