3.2 交变电流的描述 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.2交变电流的描述 学习目标 1．知道交变电流的周期、频率的概念，会用图像找出周期 频率 2．掌握交变电流有效值的概念，并会用“等效”的思想计 算交流电的有效值 3．会用图像求正弦交流电的峰值、有效值、瞬时值 一、周期和频率 1、周期T 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期。单位是5 周期越大，交变电流变化越慢 在一个周期内，交变电流的方向变化2次。 2、频率f 在单位时间内交变电流完成周期性变化的次数叫作它的频率。单位 是Hz。 频率越大，交变电流变化越快。 例1（多选）某正弦式交变电流的方向在1s内改变100次，则其周期T 和频率f分别为() A.T=0.01s B.T=0.02s C.f=100 Hz BD D.f=50 Hz 解析由于正弦式交变电流一个周期内方向改变两次，所以其频率为50 Hz, 由T=-得T=0.02s。 二、峰值和有效值 1,峰值(Em、Im、Um) (1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大值。 (2)意义：用来表示电流的强弱或电压的高低。 (3)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。 耐压值（最大值） 电容器上的标称电压值是电 100HF 容器两极间所允许电压的最 大值 2、有效值(E、I、U) (1)定义：让交变电流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交 变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定电流的电流I、电压 U,叫作这个交变电流的有效值。 (2)理解应用： 交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。 理解有效值重点在“等效”，“效果相同”在定义中体现为相同电阻、 相同时间、产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流“效果”相同， 有效值就是多大。 10 20 00vT7676-98 200 400 4美X1333111LL1L1上是xE是A 之111上1 600 A 8SLi Q251价利 g5L 具125公日 交流电压表、电流表的读数 保险丝熔断电流 Midea 豪华微电脑电饭煲 ①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流 货 号：FC307B 是有效值；一般交流电表测量的数值是有效值。 型 号MB-FC30UB 额定容量：3.0L 额定电日 220V-/5DHz 额定功里：640W 全国分 889-9316 ②交变电流的数值在无特别说明时都指有效值。 广东美的生清电器制语有限公用 广东吉珠山市班通区之溶诺年墙号 凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效 标注的额定电压和额 值，在确定保险丝的熔断电流时也用有效值 定电流是有效值 3、有效值的两种计算方法 (1)特殊值法：若按正（余）弦规律变化的交流电，可利用正弦式交变 电流的有效值与峰值间的关系求解，E(=号 1号 (2)定义法：非正弦式交流电，必须根据有效值的定义求解。 计算交变电流 将热量Q用相应的物 在一个周期内 理量的有效值表示 代入数值，求 产生的热量Q 0-或0-只 解有效值 练习、如图是通过一个R=1Q的电阻的电流ⅰ随时间t变化的曲线。 这个电流不是恒定电流。 1.怎样计算通电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1 s内产生同样的热，这个电流是多大？ A 2 一个周期时间内，交流通过R产生的热量 Q=(IRt+IR5)×2=(12×1×0.2+2×1×0.3)×2J=2.8J 等效的恒定电流（有效值）一个周期时间内，产生的热量 Q=PRt=2.8J 因为91=Q2 解得：1=√2.8A=1.67A 练习、一交变电流随时间变化的图像如图所示，求此交变电流的有效 值。 i/A 解析设该交变电流的有效值为”，恒定电流的 电流为【，让该交变电流和恒定电流分别通过 0 同一电阻（阻值为R),在一个周期(T=0.2s)内， 0.10.20.30.4/s -3W2 该交变电流产生的热量 O'=12Rt1+122Rt2=(4E2A)2R×0.1s+(-32A)2R×0.1s=5R 在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量O=PRT=0.2sPR。 由Q=Q'得，I=5A,即此交变电流的有效值I'==5A。 练习、如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦 曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（) Ai/A A.√2A B.2/2A 2 C.25A D.5A D /s