第三节-表征交变电流的物理量

第三节表征交变电流的物理量物理-选修3-2-第二章1、描述交变电流变化快慢的量：（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。（2）频率f：在1s内完成周期性变化的次数。（3）角速度ω：即线圈旋转的角速度。（4）关系：T=1/f，ω=2πf=2πnIm(Em)Im(Em)Ti(e)t/s02、描述交变电流大小的量：（1）最大值（峰值）：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，以此表示交变电流的强弱或电压的高低。Δ一般使用交变电流的用电器，其最大耐压值都超过其所使用的交变电流电压的最大值，这样使用才能安全。（2）有效值：A、定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等的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。至少取一周期甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开情景：交流电的热效果和直流电相同我的电流是恒定的3A我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是变化的我的电流有效值也是3AC、正弦交变电流有效值和最大值间的关系：B、特点：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，与时间间隔和电流的方向无关。mmIII707.021mmUUU707.021mmEEE707.021任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。但可按有效值的定义进行推导。D、说明：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流及交变电压表、电流表所测量的数据都为有效值。交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。*（3）平均值：ENt注意：求通过某导体截面的电量一定要用平均值。1、如图所示，正弦交流电经过整流后，电流波形正好去掉了半周。这种单向电流的有效值：A、2AB、C、D、1AA2A22i/A02-2t/s例题：1、一个矩形线圈的匝数为N匝，线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中以ω的角速度绕所在平面内垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行。对于它产生的交变电动势，下列判断正确的是：A．瞬时表达式为e=NBSωsinωtB．有效值为NBSωC．最大值为NBSωD．频率为2πω2、正弦交变电流的最大电动势Em=310V，电源的内阻r=2Ω，当它和外电路R=29Ω的负载串联组成闭合电路时，电路中的最大电流是多少？解：根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)得电路中的最大电流为：Im=Em/(R+r)=310/(29+2)=10(A)3、一电压U0=10V的直流电通过电阻R，在时间t内产生的热量与一正弦交变电流通过电阻R/2，在同一时间产生的热量相同，则该交流电压的有效值为多少？最大值为多少？解：依题意可知：Q=Q′，即：U02t/R=U′02t/(R/2)∴U′0=1/√2U0=5√2(V)所以，最大值为：U′0m=√2U′0=10(V)4、如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长ab=L1，cd=L2，绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r，外电路负载电阻为R。试求：（1）电路中伏特表的示数；（2）线圈每转动一周，外力所做的功。)(222212121rRLnBLErRRULnBLEELnBLnBSERmm解（1）（2）由能量守恒可得，外力在一个周期内做的功就等于电功：rRLLBnr)T(RI2221222EFWW•本节结束