第三节 交流电及安全用电(课件)—【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版电工电子类）

第三节 交流电及安全用电 主题七 电磁感应及其应用 如何鉴别导线质量好坏呢？ 在电气产品、家庭用电布线时都要用到导线，如果使用劣质导线，可能会引起漏电、火灾等事故。如何鉴别导线质量好坏呢？ 主要内容 交变电流 人体触电的类型 安全用电 1 2 3 本节我们学习的主要内容。 01 PART 01 交变电流 交变电流 【观察与体验】交流电的产生 如图所示，将一矩形线圈放置在匀强磁场中，矩形线圈的 AB 边连在滑环 K 上，CD 边连在滑环 L 上，滑环 K 和 L 与 电阻、电流计组成闭合回路。当矩形线圈匀速转动时，观察发现，电流表指针摆动的大小和方向都随矩形线圈的转动做周期性变化。 交变电流 我们已经知道，交流电是由于发电机的线圈与磁极的相对转动产生的，因此其变化规律必然与线圈转动的转速和时间有关。 设线圈产生的最大感应电动势为Em，线圈平面图示的OO’ 位置开始转动，角速度是ω，经过时间t，线圈转过的角度是ωt。此时整个线圈中的感应电动势为，式中的e随时间按正弦规律变化，不同的时刻有不同的数值，称为电动势的瞬时值。 大小和方向都随时间作周期性变化的电流称为交流电，简称 为交流。 交流电可以通过变压器来升高或降低电压，在工农业生产和日常生活中普遍使用。 大小和方向都随时间作周期性变化的电流称为交流电，简称为交流。交流电可以通过变压器来升高或降低电压，在工农业生 产和日常生活中普遍使用。 1、周期和频率 交流电的变化快慢 仔细观察下图中的交变电流变化规律，他们有什么异同？ e O 2 4 6 t/s 8 e O 2 4 6 t/s 8 交变电流的变化快慢情况不一样。 我们可以利用周期和频率描述交变电流变化的快慢情况： 1.周期T： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变流电的周期，单位s 2.频率f： 1s内完成周期性变化的次数，叫频率，单位Hz 周期和频率间有什么关系，它们和交流电发电机转子转动的角速ɷ度间又有什么关系？ 除此之外，交变电流还有哪些特性？ 2、峰值和有效值 峰值 上一节中，我们知道正弦式交变电流的变化规律是怎样的？ e=Emsinωt i=Imsinωt u=umsinωt 交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。 Em ＝NωBS 峰值 Um ＝ Im R外 我国家用交变电流的电压为220V,这里的“220V”是怎么来的？ 有效值 让交变电流与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，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值。 从有效值的定义看，“有效”指的是电流热效应的等效。 R R ~ 等 效 理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系： 对有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的．交变电流和恒定电流是一种等效替代关系． (2)注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同． 有效值 怎样求一般交流电的有效值？ 交流 恒定电流ＩＵ 通过大小相同电阻R 在交流电的一个周期内 交流的有效值为ＩＵ Q交=Q直 有效值 交变电流的平均值 平均电动势： 平均电流： 电荷量： 计算电荷量用平均值 3、正弦式交变电流的公式和图像 正弦式交变电流的公式和图像 我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？ 详细描述交变电流 公式 图像 写出以下两种情况下交流电的表达式 正弦式交变电流的公式和图像 生产生活中的三相交流电 三相交流电是由三相交流发电机产生的。三相交流发电机的转子由 3 个线圈 AX、 BY、CZ 组成，首端是 A、B、C，末端是 X、Y、Z，每两个线圈之间的夹角为 120°， 如图 （a）所示。当转子以角速度 ω 匀速转动时，产生的电动势波形如图 （b） 所示。这 3 个电动势的最大值和频率都相同，但相位不同，相差 120°。 生产生活中的三相交流电 三相发电机的每一个线圈都是独立的电源，均可单独给负载供电，但这样供电需要 6 根导线，如图（a）所示。在实际应用中，三相发电机和负载可按照图（b） 所示的方式进行连接，可减少两根导线。 图（b）中 3 个末端相连接的点称为中性点或零点，从中性点引出的线称为中性线或零线。从首端引出的 3 根线称为相线，俗称火线。 生产生活中的三相交流电 在低压配电中常采用由 3 根相线和 1 根中性线所组成的输电方式，称为三相四线制； 在高压输电工程中常采用由 3 根相线组成的输电方式，称为三相三线制。两种输电方式如图所示。 生产生活中的三相交流电 居民生活电路通常采用三相四线制，如图（a），用电器连在相线和中性线之间。 相线和中性线之间的电压称为相电压，其有效值一般为 22