2021學(xué)年2 交變電流的描述課文內(nèi)容ppt課件

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矩形線框在勻強磁場中怎樣勻速轉(zhuǎn)動時，會在線框中產(chǎn)生正弦式交流電。
正弦式交變電流的大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化，那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢？
一、描述交變電流的物理量1.周期T
交變電流完成一次周期性變化所需的時間，叫做交變流電的周期，通常用 T 表示，單位s。
2.頻率f 周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。頻率通常用 f 表示，單位是赫茲（Hz）。
3.角頻率ω線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度，單位rad/s。
例如：我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中用的交變電流周期是0.02s，頻率是50Hz，電流方向每秒鐘改變100次。
思考討論1：你知道周期T和頻率f以及角頻率ω與周期、頻率的之間關(guān)系嗎？
參考答案：周期和頻率的關(guān)系為： 或
ω與周期、頻率的關(guān)系：
思考與討論2：一交變電流的電壓隨時間的變化圖像如圖所示，這個交變電流的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？
參考答案：由交變電流的圖像可知，該交變電流的周期T=0.02s；根據(jù)周期和頻率的關(guān)系：可得：f=50HZ；根據(jù)角速度與周期的關(guān)系 可得：ω=100πrad/s
二、峰值和有效值1. 交變電流峰值（Im、Um）指交變電流各個參量一個周期內(nèi)所能達到的最大值。表示交變電流的強弱或電壓的高低。
2.交變電流瞬時值交變電流某一時刻的電壓（電流）值。從線圈位于中性面位置時開始計時交變電流瞬時值:e=Emsin?? i=Imsin??
注意：電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿。
3.交流電的平均值（1）交變電流圖象中圖線與時間軸所圍的面積與時間的比值。
（3）適用于計算通過電路橫截面電量。
思考與討論：如圖是通過一個R為1 Ω的電阻的電流 i 隨時間變化的曲線。這個電流不是恒定電流。
（1）怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？
解析:如圖所示，通電1s內(nèi)，前、后0.2s內(nèi)，電流大小為1A的恒定電流；中間0.6s，電流大小為2A的恒定電流。
則1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=I12Rt1+I22Rt2=12×1×（0.2+0.2）J+ 22×1×（0.3+0.3）J=2.8 J
解析:恒定電流通過這個電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，即： Q2=Q1=2.8J ① Q2=I2Rt=I2 ×1 ×1 J ② 聯(lián)立①②得
（2）如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大？
此時，交變電流的有效值是1.67 A。
3.交變電流的有效值讓交流和恒定電流分別通過相同阻值的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，而這個恒定電流是 I ，電壓是 U，我們就把 I、U 叫作這個交流的有效值。
4.正弦交流電的有效值與峰值的關(guān)系
注意：這兩個關(guān)系式只適用于正弦式電流。
人們通常說家庭電路的電壓是220 V， 是指有效值；電氣設(shè)備“銘牌”上所標值，是指有效值；保險絲的熔斷電流，是指有效值；交流電表的示數(shù)，是指有效值。以后提到交變電流的數(shù)值，凡沒有特別說明的，都指有效值。
正弦式交變電流的u-t圖像描述的是交變電壓隨時間變化的規(guī)律。可以全面記錄和反映電流（或電壓）每個時刻的情況。
三、正弦式交變電流的公式和圖像1.正弦式交變電流的u-t圖像
正弦式交變電流u-t圖像
2. 正弦式交變電流的表達式u=umsin?? i=Imsin?? 如果已知一交變電流的周期T或頻率f，又知道它的電壓的有效值或峰值，那么可得：
拓展學(xué)習(xí)：電感器和電容器對交變電流的作用
1.電感器對交變電流的阻礙作用
把帶鐵芯的線圈L與小燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上（甲圖），再把它們接到交流電源上（乙圖）。
視頻：電感器對交變電流的阻礙作用
取直流電源的電壓與交流電壓的有效值相等，可以發(fā)現(xiàn)，接交流電源時燈泡要暗一些。在直流電路中，當(dāng)電壓一定時，影響電流強弱的只是電阻；但把線圈接入交流電路時，除了線圈自身的電阻對交變電流有阻礙作用外，還有由于線圈與交變電流之間的電磁感應(yīng)作用所引起的阻礙作用，這叫感抗。實驗和理論分析都表明，線圈的自感越大、交流的頻率越高，線圈的感抗就越大。
扼流圈是電工技術(shù)和電子技術(shù)常用的元件，它利用了電感器對交流的阻礙作用，分為高頻扼流圈和低頻扼流圈。
2.交變電流能夠通過電容器
直流不能通過電容器，所以接直流電源的燈泡不亮。當(dāng)電容器接到交流電源兩端時，由于電容器兩端電壓不斷變化而不斷地充電和放電，電路中就有了充、放電的電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器。這表明，電容器對交流有阻礙作用。電容器對交流阻礙作用的大小叫容抗。實驗和理論分析都表明，電容器的電容越大，交流的頻率越高，電容器對交流的阻礙作用就越小，即容抗越小。
1.下列各種情況中，哪一項所指的電壓或電流一定不屬于交流電的有效值（　?。〢．220V的家庭照明電壓B．保險絲的熔斷電流C．家用電器上標明的額定電壓值D．電容器標明的耐壓數(shù)值
2.某交變電流電壓的表達式為 u= sin （100πt） V，關(guān)于這個交變電流的下列說法中 正確的是（　　）A．電壓的有效值為 220VB．電壓的峰值為 220 VC．頻率為 100 HzD．周期為 0.05 s
3.某交變電壓瞬時值表達式為 ，則（?。〢．用此交變電流作為打點計時器的電源時，打點周期為2s B．把額定電壓為6v 的小燈泡接在此電源上，小燈泡正常發(fā)光C．把額定電壓為6v 的小燈泡接在此電源上，小燈泡將被燒毀D．耐壓6v 的電容器可以直接接在此電源上
4.關(guān)于我國家庭照明電路所用的交流電，下列說法正確的是（?。〢．電流方向每秒鐘改變50次B．電壓瞬時值的表達式為u＝220sin50πtVC．額定電壓為220V的燈泡可以直接接入使用D．耐壓值為220V的電容器可以直接接入使用
5.矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖像如圖所示，下列說法中正確的是（　　）
A．交流電壓的有效值為 VB．交流電壓的最大值為 V，頻率為50HzC．2s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大
D．1s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化得最快
峰值：一個周期內(nèi)所能達到的最大值。
正弦式交變電流的公式和圖像
一、周期和頻率1.周期T交變電流完成一次周期性變化所需的時間，單位s。2.頻率f 周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。3.角頻率ω線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度，單位rad/s。
二、峰值和有效值1. 交變電流峰值（Im、Um）指交變電流各個參量一個周期內(nèi)所能達到的最大值。2.正弦交流電的有效值與峰值的關(guān)系
三、正弦式交變電流的公式和圖像