描述交流电的物理量(很好用)(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5.2,描述交变电流的物理量,1,复习回顾,(,一,),交变电流：,大小和方向随时间作周期性变化的电流,;,简称,交流,。,其中按,正弦规律,变化的交流电叫,正弦交流电,。,（二）正弦交流电的产生及变化规律,当线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴,匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。,跟磁感线垂直的平面叫做,中性面,。这一位置穿过线圈的,磁通量最大,，但线圈的,磁通量变化率为零,，线圈中,无感应电动势,。,1,、产生：,2,、中性面：,2,3,、规律：,函数表达式：,从中性面开始计时,在,纯电阻电路,中,:,电流,:,电压,:,电动势,:,3,一、描述交流电的物理量：,1,、最大值（峰值）：,E,m,U,m,m,、瞬时值：,u i e,4,、,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。,（,3,）角速度：线圈在匀强磁场中转动的,角速度,。,（,2,）频率：一秒内完成周期性变化的次数。,T,和,f,的物理意义：表征交流电,变化的快慢,。,（,4,）关系：,5,我国生产和生活用交流电的周期,T,_s,，频率,f=_Hz,，角速度,_rad/s,，在,1s,内电流的方向变化,_,次。,0.02,50,100,一个周期内电流方向改变两次。6,例,1.,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,，,0.02s B,200V,0.02s,C,400V,0.08s D,200V,0.08s,B,7,练习,1,：如图所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。,I,m,20A,100 rad/s.,电流的瞬时表达式为,i,20sin100t(A),T,0.02s,8,9,、,有效值,：,E U,I,（,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：,10,(3),说明：,A,、以上关系式只适用于,正弦,或,余弦,交,流电；,B,、交流用电器的,额定电压,和,额定电流,指的是有效值；,C,、,交流电流表和交流电压表,的读数是,有效值,D,、对于交流电若没有特殊说明的均指,有效值,11,平均值：,B,、求通过某导体截面的,电量,一定要用,平均值。,（,4,）注意：,峰值,（最大值）、,有效值,、,平均值,在应用上的区别。,A,、在求交流电的,功、功率或电热,时必,须用交流电的有效值。,12,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,1K,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,。,200,200,2,0.25,200,u/v,t/s,13,例,3.,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。,14,练习,2,：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。,15,例,4.,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。,（,2P,甲,:P,乙,I,1,2,R:,I,2,2,R,（,I,1,I,2,）,2,1:2,16,练习,3:,一个电阻接在,10V,的直流电源上，它的发热功率是,P,，当接到电压为,u=10sintV,的交流电源上，它的发热功率,（）,A,0.25P B,0.5P,C,P D,2P,B,17,例,4.,如图所示，线圈的面积是,0.05,，共有,100,匝；线圈电阻为,1,，外接电阻,R,9,，匀强磁场的磁感应强度为,B,1,T,，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。,(3),电路中电压表和电流表示数,各是多少,2.5 J,18,例,5.,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,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,；,(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,，,19,练习,4,：边长为,a,的,单匝,正方形线圈在磁感应强度为,B,的匀强磁场中，以,OO,为轴匀速转动，角速度为,，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为,R,，求：,(1),线圈从图示位置转过,T,4,的过程中产生的热量,Q,(2),线圈从图示位置转过,T,4,的,过程中通过线圈某截面的电,量,q,20,小结,1,、最大值（峰值）：,E,m,U,m,m,、瞬时值：,u i e,3,、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,4,、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5,、,有效值,：,E U,I,（,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：,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。,21,