高二物理选修3-2 5-2描述交变电流的物理量 LCL

复习回顾(一)交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。1、产生：2、中性面：(二)正弦交流电的产生及变化规律3、规律：瞬时值表达式：从中性面开始计时tIimsin电压:tUumsintEemsin电动势:SNBEm在纯电阻电路中:电流:(1)用公式描述:最大值（峰值）：Em、Ｉm、UmSNBEm瞬时值：e、i、uabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB(2)用图象描述:一、周期和频率1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。角频率：线圈在磁场中转动的角速度2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。物理意义：表示交流电变化的快慢3、关系：Tf1fT22一个周期内电流方向改变两次。1、我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。0.0250100π100课堂练习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()A．400V,0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？i/mA0.5t/s-0.50.020.01二、峰值和有效值1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。电容耐压值（最大值）电容器的耐压值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22212122)1(RtIRtIQJ8.2RtIQ2)2(AI8.22、交流的有效值的定义：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。有效值的符号E、U、I二、峰值和有效值3、正弦交流电的有效值与峰值的关系：2mEE2mII二、峰值和有效值说明：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2mEE2mII平均值：ENt③、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。4、注意：峰值、有效值、平均值在应用上的区别。②、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。①、考虑电容器是否会被击穿时用峰值4、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。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；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。200－20020.2520021.0u/vt/s课堂练习5、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。（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2AI225)1(1sT4.01Hzf5.21AI52sT3.02Hzf3.326.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。4232222121122IRTIRTIRT22121()2III221(42)(32)52AIm0T/2Ti/At/s例题:如图是正弦式电流经半波整流后的波形，电流的最大值为Im，试计算它的有效值？RTITRIm2202)2(三、相位与相位差对于一支交流电，我们称“sin”后面的量叫做交变电流的相位，t=0时的相位叫做初相位对于两支交流电，他们的相位之差叫做他们的相位差tUumsin甲）（乙tUumsin三、相位与相位差：同相:)(12两步调相反。txoA1A2x1x2同相x2xox1t反相A1A2同相和反相：两步调相同。反相:小结3、最大值（峰值）：EmUmＩm4、瞬时值：uie1、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。Tf1fT225、有效值：EUI（1）定义：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：2mEE注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。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＝20Aω＝100πrad/s.电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)T＝0.02s