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交变电流的描述
2.正弦式交变电流
(2)瞬时值:
1.交变电流(AC)
电流、电压大小和方向随时间做周期性变化,这样的电流叫作交变电流。
(1)最大值(峰值): 、、
3.正弦交流电的变化规律:
瞬时电动势
瞬时电流
瞬时电压
(从中性面开始计时)
1.周期:
交变电流完成一次周期性变化所需的时间
4.角速度:一秒内线圈在匀强磁场中转动的角度(弧度)
2.频率:
3.关系:
一、周期和频率
交变电流一秒内完成周期性变化的次数
我国生产和生活所用交流电:
周期 T=_____s
频率f=_____Hz
角速度ω=_____rad/s
在1s内电流的方向变化____次
0.02
50
100π
100
一、周期和频率
(1)电容器上的标称电压值(耐压值)是电容器两极间所允许电压的最大值。
1.峰值(最大值):交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
(、、)
(2)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时,电动势的最大值。
二、峰值和有效值
如图所示电流I=2A通过一个R=2Ω的电阻。它是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?
1
2
3
2
4
解:根据焦耳定律得:
二、峰值和有效值
如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。
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1s内产生同样的热量,这个电流是多大?
二、峰值和有效值
(1)解:根据焦耳定律得:
(2)解:根据焦耳定律得:
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开,而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开。
电炉烧水
二、峰值和有效值
1.有效值:让交流电和恒定电流通过同样的电阻,如果它们在相同时间内,产生热量相等,把恒定电流的值叫交流电的有效值。(抓三同)
3.正弦交流电的有效值与最大值的关系:
2.物理意义:描述交流电做功或热效应的物理量。
二、峰值和有效值
重点说明
1.任何电流都有有效值,但上述关系只限于正弦交变电流,对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。
2.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值。
3.交流电流表和交流电压表的读数是有效值,对于交流电若有特殊说明的均指有效值。
4.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
二、峰值和有效值
平均值:
2.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
峰值(最大值)、有效值、平均值在应用上的区别。
1.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
注意:
三、正弦式交变电流的公式和图像
瞬时电压
电感器和电容器对交变电流的作用
电阻对直流和交流有相同阻碍作用。
电感器和电容器对交变电流的作用
电感器通直流,阻交流
通低频,阻高频
电感器和电容器对交变电流的作用
电容器隔直流,阻交流
通高频,阻低频
1.判一判
(1)各国交变电流的周期都是0.02。( )
(2)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。( )
(3)我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。( )
(4)交变电流的有效值总是小于峰值。( )
(5)交变电流的峰值为有效值的 2 倍。( )
√
√
×
×
×
2.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是( )
A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期
B.1s内交变电流出现最大值的次数等于频率
C.交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D.50Hz的交变电流,其周期等于0.05s
C
3.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt(V),对此电动势,下列表述正确的是( )
A.最大值是50V B.频率是100Hz
C.有效值是25V D.周期是0.02s
CD
4.小型交流发电机中,矩形金 属 线圈在匀强磁场中匀速运动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻,下列说法正确的是( )
A.交变电流的周期为0.125s
B.交变电流的频率为8Hz
C.交变电流的有效值为A
D.交变电流的最大值为4A
C
5.如图所示是一交变电流的图像,则该交变电流的有效值为( )
A.4A
B.2A
C.A
D.A
D
5.如图所示,正弦波和方波交变电流的最大值相等,周期也相等,现使它们通过完全相同的电阻,则在相同的时间(远大于周期)内,两电阻发热之比Q甲:Q乙等于( )
A.
B.
C.
D.1
B
6.交流发电机线圈电阻r=1 Ω,用电器电阻R=9 Ω,电压表示数为9 V,如图所示,那么该交流发电机( )
A.电动势的峰值为10V
B.电动势的有效值为9V
C.交流发电机的线圈通过中性面时
电动势的瞬时值为10V
D.交流发电机的线圈自中性面转过90°
的过程中的平均感应电动势为V
D