5.2描述交变电流的物理量PPT

第二节描述交变电流的物理量复习回顾sinmeE从中性面开始计时tIimsintUumsin纯电阻电路中的路端电压一、描述交流电的物理量：1．最大值（峰值）：EmUmＩmmENBS２．瞬时值：uie恒定直流，由于大小和方向都不变化，只用电流和电压两个物理量进行描述。而交变电流，它的大小和方向都随时间做周期性变化，那么，又该用什么物理量进行合理的描述呢如下图所示的是一个电容器和一块电视机的铭牌，这些数据又代表了什么呢电容器所能承受的电压要高于交变电流的峰值，否则电容器就可能被击穿一、交变电流的周期和频率交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。1、周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。2、频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。3、周期、频率和角速度的关系是：22πωπfT==[说明]①我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。②交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。角速度越大，周期越短、频率越高。n=f(数值上相等)峰值和有效值1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值．（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，但不适于用来表示交流产生的效果．（3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值：ωnBSEm例2、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=Emsinωt，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（）A.e=2Emsin2ωtB.e=2EmsinωtC.e=4Emsin2ωtD.e=4EmsinωtC思考：给如图所示的电水壶中加入同样的水，分别通以直流电或交流电结果又会如何呢？如果在同样的时间内，直流电和交流电都能把水烧开，表明交流电产生的效果和直流电相同。-212i/At/s-100.51例题1：如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。他不是恒定电流。1.怎样计算通过1S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１S内产生同样的热量，这个电流是多大？答案：2.8J≈1.67AiuR~IuR二、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：0.7072mmEEE0.7072mmIII有效值的几点说明：1、在计算交变电流通过导体的电功、热量和电功率时，要用交变电流的有效值。2、保险丝的熔断电流为有效值。3、各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流均指有效值。4、交流电表的示数为有效值。5、我国民用照明电压220V和动力电压380V都是指有效值。6、若无特别说明，通常所说的交变电流的电压、电流、电动势都是指有效值。练习2：如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交变电流的有效值为()设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得.而t＝t1＋t2，代入数据解得：I＝A，222122mmIRtIRtIRt骣÷ç+=÷ç÷÷ç桫2303平均值：ENtC．求通过某导体截面的电量一定要用平均值。三、峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。B．在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。比如保险丝A．要求瞬间不能超过某个极值。比如：电容的击穿电压。例2.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练习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；(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；(4)线圈每转过一周，外力所做的功。V325(3)电路中电压表和电流表示数各是多少A25.2V25.22Vt)10sin(5025J练习3.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；nBSqItRr(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1／4，222)(4)41rRnBSRRTIQ（