3.2交變電流的描述 課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

人教版高中物理必修三交變電流的描述3.2

正弦式交變電流的規(guī)律開(kāi)始名稱公式圖象中性面瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)電流瞬時(shí)電壓i=Imsinωte=Emsinωtu=UmsinωteEm-Emt0iIm-Imt0uUm-Umt0（其中）BvA(B)D(C)t=0θv溫故知新新課導(dǎo)入某交變電流隨時(shí)間周期性變化如圖所示如何進(jìn)一步描述，才能更好地反映其本質(zhì)呢？Umu/Vt/s00.040.02-Um01周期和頻率周期和頻率1．周期：交變電流完成一次________變化所需的時(shí)間叫周期，用__表示，單位是___，符號(hào)__；2．頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的_____，叫頻率，用___表示，單位是______，符號(hào)____。周期性秒次數(shù)赫茲HzTf【注意】sUmu/Vt/s00.040.02-Umu=Umsinωt周期和頻率我國(guó)工業(yè)和家庭電路中的交變電流的周期頻率角速度u/VO0.010.02t/s工業(yè)家庭電流方向變化在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流的方向變化2次思考與討論

一交變電流的電壓隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，這個(gè)交變電流的周期是多少？頻率是多少？02峰值和有效值

交變電流的峰值Im或Um可以用來(lái)表示電流的強(qiáng)弱或電壓的高低。例如，把電容器接在交流電路中，就需要知道電壓的峰值。電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿。峰值和有效值峰值峰值：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，叫做交變電流的峰值。

通常用Em、Im和Um表示峰值。電動(dòng)勢(shì)峰值：Em=NBSω

電容器上的標(biāo)稱電壓值（又叫耐壓值或擊穿電壓）是電容器兩極間所允許電壓的峰值．超過(guò)該值就有被擊穿的危險(xiǎn)。額定電壓:電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓

電容耐壓值（最大值)瞬時(shí)值瞬時(shí)值：它是反映不同時(shí)刻交流電的大小和方向若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，正弦交流瞬時(shí)值表達(dá)式為：峰值和有效值

如圖所示是通過(guò)一個(gè)R=1?的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線。這個(gè)電流不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1s電阻R中產(chǎn)生的熱量？t/s12-1-20.51i/A通如圖所示電流，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為峰值和有效值2.如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生相同的熱量，這個(gè)電流是多大？通恒定電流，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為求得恒定電流的大小為則電流I即為圖中所示電流的有效值有效值定義：讓交流電和恒定電流通過(guò)阻值相同的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間（一個(gè)周期）內(nèi)，產(chǎn)生熱量相等，則把這個(gè)恒定電流的電流I、電壓U，叫作該交流電的有效值。意義：描述交變電流做功或熱效應(yīng)的物理量。如：某交流電有效電壓為220V，表示該交流電在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于220V穩(wěn)恒電壓在同一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量★注意：定義有效值時(shí)要“三同”：電阻相同，時(shí)間相同（一個(gè)周期），熱量相同。有效值保險(xiǎn)絲的熔斷電流是指有效值無(wú)特別說(shuō)明時(shí)提到的交變電流的數(shù)值是指有效值交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是指有效值交流電壓表、電流表測(cè)量的數(shù)值是指有效值有效值甲、乙圖中電爐燒水,設(shè)壺材料相同、水質(zhì)量相等、水的初溫相同．若直流電源用10分鐘把水燒開(kāi)，而第二次用交流電時(shí)也用10分鐘把水燒開(kāi)電爐燒水有效值交流電的熱效果和直流電相同我的電流是恒定的3A我10分鐘把水燒開(kāi)我10分鐘也把水燒開(kāi)！我的電流是變化的我的電流有效值也是3A正弦式交變電流的有效值與最大值的關(guān)系：U=Um

=0.707UmI=Im

=0.707ImE=Em

=0.707Eme、u、iOTtEm、um、im-Em、-um、-imT/2OT/2Tte、u、iEm、um、im-Em、-um、-im注意：（1）任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦式交變電流．（2）對(duì)非正弦式交變電流有效值只能通過(guò)電流的熱效應(yīng)計(jì)算幾種常見(jiàn)交變電流的有效值小試牛刀如圖所示交變電流圖象為某一正弦式交變電流更換負(fù)值后的i－t圖象，求該交變電流的有效值.平均值平均電動(dòng)勢(shì)：平均電流：電荷量：計(jì)算電荷量用平均值1.平均值適于計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電荷量2.最大值(峰值)適于處理電容器擊穿、二極管耐壓等問(wèn)題3.有效值適于處理功、熱、保險(xiǎn)絲熔斷等問(wèn)題4.瞬時(shí)值能得到最大值、ω、T、f等量交流的“四值”的應(yīng)用

1.正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況.若線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是

曲線.2.若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝___________，i＝__________.正弦TT/2Um-Umt/su正弦式交變電流的公式和圖像電感器對(duì)交變電流的作用

線圈接入交流電路時(shí)，除了自身電阻的阻礙作用，還有由于線圈與交變電流之間的電磁作用引起的阻礙作用，叫感抗。拓展學(xué)習(xí)影響感抗大小的因素

線圈的自感越大，交流的頻率越高，線圈的感抗就越大。拓展學(xué)習(xí)電容器對(duì)交變電流的作用

電容器接到交流電源兩端時(shí)，由于電