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(共26張PPT)
第三章 交變電流
2.交變電流的描述
教學(xué)目標
CONTENT
01
02
03
掌握正弦交流電的公式和圖像
理解交變電流的峰值、有效值、瞬時值和平均值
掌握交流電的周期和頻率
新課引入
正弦式交變電流的大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化，那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢
t
i
周期和頻率
一
知能提升
1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。
2、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。
3、關(guān)系：
表達式中： i=Imsin ωt
思考與討論：
一交變電流的電壓隨時間的變化圖像如圖所示，這個交變電流的周期是多少 頻率是多少
t/s
u
0.02
0.04
Um
-Um
周期：T=0.02s
頻率：f=1/T=50Hz
峰值和有效值
二
知能提升
什么是交變電流的峰值（Em、Im、Um）
i/mA
0.5
t/s
-0.5
1、峰值：電流或電壓所能達到的最大值。
電容
耐壓值（最大值）
電容器的耐壓值
電容器的耐壓值要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿。
2、瞬時值： 電流或電壓某一時刻的值
t/s
e
T
Em
-Em
0
t1
U1
U2
t2
思考與討論：
如圖所示的電流通過一個R=1Ω的電阻，它不是恒定電流。
1.怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量
Q交=I12Rt1+I22Rt2+ I32Rt3+I42Rt4 =2.8J
2.如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大
Q直=I直2Rt=2.8J
i/A
t/s
1
-2
-1
2
0
1
0.5
等效替代交流電計算熱量
3.有效值：
（1）定義：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。
（2）理論計算表明：正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：
t
i
im
-im
t
e
Em
-Em
說明：
1、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；
2、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；
3、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值;
4、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值.
平均值：
2、求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。
注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。
1、在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。
=
q=
交流與拓展：
電流名稱 電流圖線 有效值
正弦式交變電流 I=
正弦半波電流　 I=
正弦單向脈沖電流 I=
矩形單向脈沖電流 I=
非對稱矩形脈沖電流 I=
Im
正弦式交變電流的公式和圖像
三
1.正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細描述交變電流的情況.若線圈通過中性面時開始計時，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、電流表達式分別為u＝___________，i＝__________.
正弦
知能提升
T
T/2
Um
-Um
t/s
u
拓展學(xué)習(xí)：
電感器對交變電流的作用
線圈接入交流電路時，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)：
電容器對交變電流的作用
電容器接到交流電源兩端時，由于電容器兩端電壓不斷變化而不斷的充放電，電流中就有了充放電電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器.
拓展學(xué)習(xí)：
影響容抗大小的因素
電容器的電容越大，交流電的頻率越高，電容器對交流的阻礙作用就越小，即容抗越小。
典例精析
i/A
+10
-10
0.05
0.1
0.15
0.2
例1：如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流.請根據(jù)圖像求出它的周期、頻率、最大值和有效值 ,并寫出電流的函數(shù)表達式.
解析:由圖象可知:
T=0.2s 根據(jù) f=1/T 得:f=5Hz
有效值:
最大值:
電流的函數(shù)表達式:
t/s
根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計算電流的有效值．
例2：通過一阻值R＝100 Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1 s．電阻兩端電壓的有效值為(　　)
A．12 V　　　　 B．4V
C．15 V D．8V

由0.12R×0.4×2＋0.22R×0.1×2＝I2R×12，
可得有效值I＝ A，
電壓有效值U＝IR＝4 V
課堂小結(jié)
一. 周期和頻率
二. 峰值和有效值
三.正弦式交變電流的公式和圖像
T
T/2
Um
-Um
t/s
u
跟蹤練習(xí)
B
Em＝50 V
由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz
1．某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e＝50sin 100πt(V)．對此電動勢，下列表述正確的有(　　)
A．最大值是50 V　　　 　B．頻率是100 Hz
C．有效值是25 V D．周期是0.02 s
CD
T＝1/f＝0.02 s
B
2．如圖所示的(a)、(b)兩圖分別表示兩個交變電壓，比較這兩個交變電壓，它們具有共同的(　　)
A．有效值
B．頻率　　　
C．最大值
D．均不一樣
解析:圖a中電壓的最大值為2V，有效值為V ＝ V,圖b中電壓的最大值和有效值均為2V，圖a中交變電壓周期為0.4s，圖b中交變電壓的周期為0.4s.
BC
3．如圖所示，是一交變電流隨時間變化的圖像，求此交變電流的有效值．
解析:在一個周期(T＝0.2 s)內(nèi)，該交變電流通過一電阻R產(chǎn)生的熱量：Q′＝I12Rt1＋I22Rt2＝(4)2R×0.1＋(－3)2R×0.1＝5R
在一個周期內(nèi)直流電通過該電阻產(chǎn)生的熱量Q＝I2RT＝0.2I2R.
由Q＝Q′得，0.2I2R＝5R，解得I＝5 A
本節(jié)內(nèi)容結(jié)束

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