3.2 交变电流的描述 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第2节 交变电流的描述 第三章 人教版 高中选择性必修第二册 周期和频率 PART 01 交流电的变化快慢 01 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。 交流电的周期和频率 02 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 3.周期和频率的关系 4.转速n 峰值和有效值 PART 02 峰值 01 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， 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？ 思考与讨论 如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。 （1）怎样计算通过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内产生同样的热量，这个电流是多大？ 有效值 02 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。 R R ~ 等 效 有效值 02 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． (3)求解方法： 有效值 02 ★几种常见交变电流的有效值 有效值与峰值的应用 03 1.峰值的应用 把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。 耐压值（最大值） 2.有效值的应用 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值 保险丝的熔断电流是指有效值 无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值 交流电压表、电流表测量的数值是指有效值 交变电流的平均值 04 平均电动势： 平均电流： 电荷量： 计算电荷量用平均值 交变电流的“四值”比较 05 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 最大值 有效值 平均值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 最大的瞬时值 Em＝NBSω 电容器的击穿电压 交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 (1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等 计算通过电路横截面的电荷量 对正(余)弦交流电 i＝Imsin ωt (2)电气设备“铭牌”上所标值 (3)保险丝的熔断电流 (4)交流电流表、电压表的示数 正弦式交变电流的公式和图像 PART 3 01 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 电感器和电容器对交变电流的作用 PART 4 01 电感器对交变电流的阻碍作用 问题1：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？ L S E 图甲： 电感器对直流电作用 图乙： 电感器对交流电作用 L S u 操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到直流电源 操作2: 用导线将线圈 L 短路 现 象 : 灯泡亮度基本不变化。实验说明什么 ? 操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到交流电源 操作2: 用导线将线圈 L 短路 现 象 : 灯泡亮度变亮。实验说明什么 ? 01 电感器对交变电流的阻碍作用 结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。 影响感抗大小的因素有哪些呢？ 1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 ( Ω )。 2. 意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。 L S u 02 电感器对交变电流的阻碍作用 通直流，阻交流。 通低频，阻高频。 线圈的自感系数 L 交变电流的频率 f L 越大，f 越高，XL 越大 即：X