5.2 描述交变电流的物理量 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-2

第2节 描述交变电流的物理量 第五章 交变电流 回顾 正弦式交变电流的规律 开 始 名 称 公 式 图 象 中性面 瞬时电动势 瞬时电流 瞬时电压 i =Imsinωt e =Emsinωt u=Umsinωt e Em -Em t 0 i Im -Im t 0 u Um -Um t 0 （其中 ） B v A(B) D(C) t=0 θ v 某交变电流随时间周期性变化如图所示 如何进一步描述，才能更好地反映其本质呢？ Um u/V t/s 0 0.04 0.02 -Um 一、周期和频率 1．周期：交变电流完成一次________变化所需的 时间叫周期，用__表示，单位是___，符号__； 2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的_____， 叫频率，用___表示，单位是______，符号____。 周期性 秒 次数 赫兹 Hz T f 【注意】三个关系：＿＿＿＿ 、＿＿＿、＿＿＿。 T·f＝1 s Um u/V t/s 0 0.04 0.02 -Um ω=2πf ω=2π/T u=Umsinωt 【说明】 ①我国民用交变电流：T＝_____s，f＝____Hz， ω＝100π rad/s，电流方向每秒改变_____次； ②打点计时器接交流电，T＝______s，所以每 _____s打一次点。 0.02 50 100 0.02 0.02 一、周期和频率 Um u/V t/s 0 0.04 0.02 -Um 二、峰值和有效值 1．峰值 (1)定义：交变电流在一个 周期内，电压、电流所能达到的_________叫做 峰值， (2)特点： ①峰值可以表示交变电流的____或电压的____， 但_____用来描述交变电流产生的效果； ②交变电路中的用电器的耐压值应____交变电 动势的峰值， 最大数值 如Em、Im、Um等； 强弱 高低 不适合 大于 如电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。 Um u/V t/s 0 0.04 0.02 -Um 2．有效值 (1)定义：让交变电流和恒定电流通过大小相同的 电阻，如果在____________内它们产生的热量 _____，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个 交流的有效值； 相同的时间 相等 二、峰值和有效值 (2)特点： ①各种交流电气设备所标注的__________和 _________等是有效值； ②交流电压表、交流电流表的______是有效值。 额定电压 额定电流 测量值 Em 二、峰值和有效值 ①交变电流的有效值根据＿＿＿＿＿＿＿来规定， 　与电流的方向＿＿，一般以＿＿＿＿＿的时间 　来确定有效值的； 【说明】 电流的热效应 无关 一个周期 ②对于正弦交变电流，有效值与峰值之间的关系是： E＝______＝0.707 Em ，I＝______＝0.707 Im， U＝_____＝0.707 Um 。 【例题】如图所示的电流i通过一个R=1的电阻。它不是恒定电流。 1.计算通电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，这个电流是多大？ 解： 1.通电1s内电阻R中产生的热量 2.原电流的有效值 由 ，得 1. 平均值 适于计算通过导体的电荷量 2. 最大值(峰值) 适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题 3. 有效值 适于处理功、热、保险丝熔断等问题 4. 瞬时值 能得到最大值、ω、T、f 等量 【说明】交流的“四值”的应用 三、相位 0 1.相位:正弦符号 “sin”后面的量 “＿＿＿”叫做 交变电流的相位（phase）；  t+ 2.初相位： 是＿＿时的相位，叫做交变电流的初相位； t=0 3.相位差:两支交流的＿＿＿＿叫做它们的相位差。 如果两支交流频率相同，但初相位不同，即 那么，相位差＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 相位之差 （ t +2）-（ t +1）= 2-  1 练习 1．如图是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的(　　) A．周期是0.01 s B．最大值是220 V C．有效值是220 V D．表达式为u＝220sin (100πt) V C 练习 2．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t ＝ 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为(　　)