当前位置:首页 >> 高中教育 >>

2.2描述交流电的物理量


2.2描述交流电的物理量
学习目标
1.理解交变电流的周期与频率,知道我国 供电线路交变电流的周期与频率。 2 .理解交变电流的峰值和有效值及其关系。 3 .掌握常见交变电流有效值的计算方法。

知识回顾
(一)、交变电流: 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流。 其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。 (二

)、正弦交流的产生及变化规律 1、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中 产生正弦交流。 2、中性面: 3、规律: 、规律: 函数表达式:从中性面开始计时, 函数表达式:从中性面开始计时,则 表示峰值NBSω 用Em表示峰值
在纯电阻电路中,电流 在纯电阻电路中 电流

e=NBSωsinωt 。
则e=Em sinωt

e εm I= = R R

sinωt=Im sinωt, ,

电压

u=Um sinωt 。

由于交变电流的电压、电流等的大小和方 向都随时间做周期性变化,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.

一、描述交变电流变化快慢的物理量
1 . 周 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. 期: 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= = ω 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.

3.正弦交流电的表达式用周期、频率表示

二、描述交变电流大小的物理量
1.峰值(最大值): .峰值 ):
在一个周期内所能达到的最大数值. (及表达式中的Em、Um、Im)
(1)最大值在实际中有一定的指导意义,所有使用交流的用电 器,其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值,电容器上的 标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值. (2)最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低,但不 2 适于用来表示交流产生的效果.

2.瞬时值: .瞬时值: 3.平均值: .平均值:

e=Em sinωt

I=Im sinωt I

u=Um sinωt

?Φ E=N ?t

4.有效值 .
为了反映交变电流所产生的效果,引入有效值的概念. (1)概念的引入: 等时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这 一交变电流的有效值.通常用E、U、I表示 热效应来规定,与电流的 热效应 (3)特点: 交变电流的有效植根据电流的热效应 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.

(2)定义: 使交变电流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相

(4)说明: 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;
交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变电流的 数值在无特别说明时都是指有效值.

(5)有效值与平均值不同:
在计算交变电流通过导体产生的焦耳热,做功的电功率以及 保险丝的熔断电流时,只能用交变电流的有效值;在计算通 过导体某一截面的电量时,只能用交变电流的平均值.

4.有效值 .
(6)正弦交流电最大值与有效值的关系: )正弦交流电最大值与有效值的关系:

1 I= I m ≈ 0.707I m 2

1 U= U m ≈ 0.707U m 2

注意:只适用于正弦式电流。 注意:只适用于正弦式电流。

小结
1、最大值(峰值): Em Um Im 最大值(峰值) 瞬时值: 2、瞬时值: u i e 1 3、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 f = T 频率:一秒内完成周期性变化的次数。 4、频率:一秒内完成周期性变化的次数。 2π ω = = 2π f 有效值: 5、有效值: E U I
T

(1)定义: 定义:

电流的热效应

三同

(2)正弦交流电的有效值与最大值的关系: 正弦交流电的有效值与最大值的关系: 的有效值与最大值的关系

注意:A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 注意:A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 B.在求交流电的功 功率或电热时必须用交流电的有效值。 B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 在求交流电的 时必须用交流电的有效值 C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 求通过某导体截面的电量一定要用平均值

例题:
1、下列说法正确的是: A.交变电流在一个周期内电流方向改变两次. 倍. 1/ 2 C.因为有效值表示交流产生的平均效果,所以 有效值与平均值相同. D.若正弦交变电流的最大值是10A,则它的最 小值是-10A . B.交变电流的有效值总是最大值的

2.电路如图所示,已知交流电源电压u=200sin100πtV, .电路如图所示,已知交流电源电压 , 电阻R=100 。则电流表和电压表的读数分别为 电阻 A.1.41A,200V . , B.1.41A,141V . , C.2A,200V . , D.2A,141V . ,

某交流电压随时间的变化规律如图所示, 例3.某交流电压随时间的变化规律如图所示,
0.25 则此交流电的频率是_____Hz。 则此交流电的频率是_____Hz。若将该电压加 _____Hz 10uF的电容器上 的电容器上, 在10uF的电容器上,则电容器的耐压值不应小 ______V;若将该电压加在一阻值为1KΩ 1KΩ的 于______V;若将该电压加在一阻值为1KΩ的 200 纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作, 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, 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 ______A。 流不能低于______A。 0.1 2
u/v
200 2 -200

t/s

【练习1】如图所示为某正弦交流电流的图 练习 】 像,求其峰值、周期和角速度,并写出该电流 求其峰值、周期和角速度, 的瞬时值表达式。 的瞬时值表达式。

4.如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一匝数为 .如图所示,在磁感应强度为 的匀强磁场中 有一匝数为N 的匀强磁场中, 的矩形线圈,其面积为S,电阻为r,线圈两端外接一电阻为R 的矩形线圈,其面积为 ,电阻为 ,线圈两端外接一电阻为 的用电器和一个交流电压表.若线圈绕对称轴OO′以角速度 以角速度ω 的用电器和一个交流电压表.若线圈绕对称轴 以角速度 做匀速转动,则线圈从图示位置转过90°的过程中, 做匀速转动,则线圈从图示位置转过 °的过程中,下列说法 正确的是( ) 正确的是

πNBS A.通过电阻的电荷量为 . 2 2(R+r) ( +) B.交流电压表的示数为 NBSω . 2RNBSω C.交流电压表的示数为 . 2(R+r) ( +) 2ωRN2B2S2 D.电阻产生的热量为 . π(R+r) ( +)

5、 图中两交变电流分别通过相同电阻 、 图中两交变电流分别通过相同电阻R. (1)分别写出它们的有效值、周期、频率; 分别写出它们的有效值、 分别写出它们的有效值 周期、频率; (2)计算它们在 上产生的功率之比. 计算它们在R上产生的功率之比 计算它们在 上产生的功率之比.

6.如图表示一交流的电流随时间变化的图像 求该电 如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电 如图表示一交流的电流随时间变化的图像 流的有效值。 流的有效值。
4 2

?3 2

(1)Q = 2I Rt1 + 2I Rt2
2 1 2 2

= 2×1 ×1×0.2 + 2×2 ×1×0.3 = 2.8J
2 2

(2)Q = I Rt
2

2.8 = I ×1×1 I = 2.8A
2

7、如图表示一交流随时间变化的图像,求此 、如图表示一交流随时间变化的图像, 交流的有效值。 交流的有效值。
i A
2

o
4

1

2

3

4

t s

∴ I = 5A

作业 1、阅读交流电的相与初相 2、课本P38练习与评价 3、导学与评价P38 4、随堂测试5


相关文章:
2-2描述交流电的物理量(教师版)
2-2描述交流电的物理量(教师版)_其它课程_高中教育_教育专区。2-2 描述交流...2Um 5.如图所示,电阻为 r 的矩形线圈面积为 S,在匀强磁场中绕垂直于磁 场...
2.2描述交流电的物理量
安宜高级中学高二 A 物理导学案 3-2 第二章《交变电流》 主备人:李春海 课题 2.2 描述交流电的物理量 班级: 学号:__ _ _ __ 姓名___ 【目标诠释...
§2.2描述交流电的物理量
2财富值如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 §2.2描述交流电的物理量 高二物理教案高二物理教案隐藏>> 课题...
2 描述正弦交流电的物理量
2 描述正弦交流电的物理量 1. 对于如图 2-1-15 所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图像, 下列描述正确的是( ) A.电流的大小变化,方向也变化,是交流...
5.2描述交流电的物理量
5.2描述交流电的物理量_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。5.2 描述交变电流的物理量 教学目标 1、知道交变电流的周期和频率,以及它们与转子角速度ω 的...
5.2 描述交流电的物理量
5.2 描述交流电的物理量_理化生_高中教育_教育专区。5.2 描述交变电流的物理量 教学目标 (一)知识与技能 1.理解什么是交变电流的峰值和有效值,知道它们之间...
3-2 2.2 描述交变电流的物理量
3-2 2.2 描述交变电流的物理量 2 .2 描述交变电流的物理量 教学分析 教材把交流电与直流电对比, 说明描述交流电的特性需要一些新的物理量。 交流电的电 ...
第二节 描述正弦交流电的物理量学案
第二节 描述正弦交流电的物理量学案_物理_自然科学_专业资料。高中物理选修 3-...产生相同热量. 2.由于交流的周期特点,计算有效值时,通常取一个周期.按如下...
2015-2016学年高中物理 第2章 第2节 描述交流电的物理量学案 教科版选修3-2
2015-2016学年高中物理 第2章 第2节 描述交流电的物理量学案 教科版选修3-2_理化生_高中教育_教育专区。学案 2 描述交流电的物理量 [目标定位] 1.掌握交变...
更多相关标签:
描述交流电的物理量 | 描述交变电流的物理量 | 描述声音的物理量 | 描述声音的物理量有 | 描述声音的物理量是 | 描述声音的物理量单位 | 描述运动的物理量 | 描述圆周运动的物理量 |