物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共28张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共28张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 21.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-05 08:51:20 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
人教版 高中物理必修三
交变电流的描述
3.2
正弦式交变电流的规律
开 始 名 称 公 式 图 象
中性面 瞬时电动势
瞬时电流
瞬时电压
i =Imsinωt
e =Emsinωt
u=Umsinωt
e
Em
-Em
t
0
i
Im
-Im
t
0
u
Um
-Um
t
0
（其中 ）
B
v
A(B)
D(C)
t=0
θ
v
温故知新
新课导入
某交变电流随时间周期性变化如图所示
如何进一步描述，才能更好地反映其本质呢？
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
01
周期和频率
周期和频率
1．周期：交变电流完成一次________变化所需的时间叫周期，用__表示，单位是___，符号__；
2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的_____，叫频率，用___表示，单位是______，符号____。
周期性
秒
次数
赫兹
Hz
T
f
【注意】
s
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
u=Umsinωt
周期和频率
我国工业和家庭电路中的交变电流的
周期
频率
角速度
u / V
O
0.01
0.02
t/s
工业
家庭
电流方向变化
在一个周期内，交变电流的方向变化2次
思考与讨论
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
02
峰值和有效值
交变电流的峰值 Im 或Um 可以用来表示电流的强弱或电压的高低。例如，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。
峰值和有效值
峰值
峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流的峰值。
通常用Em、Im和Um表示峰值。
电动势峰值：Em=NBSω
电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的峰值．超过该值就有被击穿的危险。
额定电压: 电容器长期工作时所能承受的电压
电容
耐压值（最大值)
瞬时值
瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向
若从中性面开始计时，正弦交流瞬时值表达式为：
峰值和有效值
如图所示是通过一个R=1 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.怎样计算通电1s电阻R中产生的热量？
t/s
1
2
-1
-2
0.5
1
i/A
通如图所示电流，在1s内产生的热量为
峰值和有效值
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内产生相同的热量，这个电流是多大？
通恒定电流，在1s内产生的热量为
求得恒定电流的大小为
则电流I即为图中所示电流的有效值
有效值
定义：让交流电和恒定电流通过阻值相同的电阻，如果它们在相同时间（一个周期）内，产生热量相等，则把这个恒定电流的电流I、电压U，叫作该交流电的有效值 。
意义：描述交变电流做功或热效应的物理量。
如：某交流电有效电压为220V，表示该交流电在一个周期内产生的热量相当于220V稳恒电压在同一周期内产生的热量
★注意：定义有效值时要“三同”：电阻相同，时间相同（一个周期），热量相同。
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
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值
交流电压表、电流表测量的数值是指有效值
有效值
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
有效值
交流电的热效果和直流电相同
我的电流是恒定的3A
我10分钟把水烧开
我10分钟也把水烧开！
我的电流是变化的
我的电流有效值也是3A
正弦式交变电流的有效值与最大值的关系：
U =
Um
= 0.707Um
I =
Im
= 0.707Im
E =
Em
= 0.707Em
e、u、i
O
T
t
Em、um、im
-Em、-um、-im
T/2
O
T/2
T
t
e、u、i
Em、um、im
-Em、-um、-im
注意：
（1）任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流．
（2）对非正弦式交变电流有效值只能通过电流的热效应计算
几种常见交变电流的有效值
小试牛刀
如图所示交变电流图象为某一正弦式交变电流更换负值后的i－t 图象，求该交变电流的有效值.
平均值
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
计算电荷量用平均值
1. 平均值
适于计算通过导体的电荷量
2. 最大值(峰值)
适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题
3. 有效值
适于处理功、热、保险丝熔断等问题
4. 瞬时值
能得到最大值、ω、T、f 等量
交流的“四值”的应用
1.正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况.若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是 曲线.
2.若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦式交变电
流电压、电流表达式分别为u＝___________，i＝__________.
正弦
T
T/2
Um
-Um
t/s
u
正弦式交变电流的公式和图像
电感器对交变电流的作用
线圈接入交流电路时，除了自身电阻的阻碍作用，还有由于线圈与交变电流之间的电磁作用引起的阻碍作用，叫感抗。
拓展学习
影响感抗大小的因素
线圈的自感越大，交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
拓展学习
电容器对交变电流的作用
电容器接到交流电源两端时，由于电容器两端电压不断变化而不断的充放电，电流中就有了充放电电流，表现为交流“通过”了电容器.
拓展学习
影响容抗大小的因素
电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。
拓展学习
人教版 高中物理必修三
感谢观看
3.2
人教版 高中物理必修三
交变电流的描述
3.2
正弦式交变电流的规律
开 始 名 称 公 式 图 象
中性面 瞬时电动势
瞬时电流
瞬时电压
i =Imsinωt
e =Emsinωt
u=Umsinωt
e
Em
-Em
t
0
i
Im
-Im
t
0
u
Um
-Um
t
0
（其中 ）
B
v
A(B)
D(C)
t=0
θ
v
温故知新
新课导入
某交变电流随时间周期性变化如图所示
如何进一步描述，才能更好地反映其本质呢？
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
01
周期和频率
周期和频率
1．周期：交变电流完成一次________变化所需的时间叫周期，用__表示，单位是___，符号__；
2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的_____，叫频率，用___表示，单位是______，符号____。
周期性
秒
次数
赫兹
Hz
T
f
【注意】
s
Um
u/V
t/s
0
0.04
0.02
-Um
u=Umsinωt
周期和频率
我国工业和家庭电路中的交变电流的
周期
频率
角速度
u / V
O
0.01
0.02
t/s
工业
家庭
电流方向变化
在一个周期内，交变电流的方向变化2次
思考与讨论
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
02
峰值和有效值
交变电流的峰值 Im 或Um 可以用来表示电流的强弱或电压的高低。例如，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。
峰值和有效值
峰值
峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流的峰值。
通常用Em、Im和Um表示峰值。
电动势峰值：Em=NBSω
电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的峰值．超过该值就有被击穿的危险。
额定电压: 电容器长期工作时所能承受的电压
电容
耐压值（最大值)
瞬时值
瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向
若从中性面开始计时，正弦交流瞬时值表达式为：
峰值和有效值
如图所示是通过一个R=1 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.怎样计算通电1s电阻R中产生的热量？
t/s
1
2
-1
-2
0.5
1
i/A
通如图所示电流，在1s内产生的热量为
峰值和有效值
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内产生相同的热量，这个电流是多大？
通恒定电流，在1s内产生的热量为
求得恒定电流的大小为
则电流I即为图中所示电流的有效值
有效值
定义：让交流电和恒定电流通过阻值相同的电阻，如果它们在相同时间（一个周期）内，产生热量相等，则把这个恒定电流的电流I、电压U，叫作该交流电的有效值 。
意义：描述交变电流做功或热效应的物理量。
如：某交流电有效电压为220V，表示该交流电在一个周期内产生的热量相当于220V稳恒电压在同一周期内产生的热量
★注意：定义有效值时要“三同”：电阻相同，时间相同（一个周期），热量相同。
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
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值
交流电压表、电流表测量的数值是指有效值
有效值
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
有效值
交流电的热效果和直流电相同
我的电流是恒定的3A
我10分钟把水烧开
我10分钟也把水烧开！
我的电流是变化的
我的电流有效值也是3A
正弦式交变电流的有效值与最大值的关系：
U =
Um
= 0.707Um
I =
Im
= 0.707Im
E =
Em
= 0.707Em
e、u、i
O
T
t
Em、um、im
-Em、-um、-im
T/2
O
T/2
T
t
e、u、i
Em、um、im
-Em、-um、-im
注意：
（1）任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流．
（2）对非正弦式交变电流有效值只能通过电流的热效应计算
几种常见交变电流的有效值
小试牛刀
如图所示交变电流图象为某一正弦式交变电流更换负值后的i－t 图象，求该交变电流的有效值.
平均值
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
计算电荷量用平均值
1. 平均值
适于计算通过导体的电荷量
2. 最大值(峰值)
适于处理电容器击穿、二极管耐压等问题
3. 有效值
适于处理功、热、保险丝熔断等问题
4. 瞬时值
能得到最大值、ω、T、f 等量
交流的“四值”的应用
1.正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况.若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是 曲线.
2.若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦式交变电
流电压、电流表达式分别为u＝___________，i＝__________.
正弦
T
T/2
Um
-Um
t/s
u
正弦式交变电流的公式和图像
电感器对交变电流的作用
线圈接入交流电路时，除了自身电阻的阻碍作用，还有由于线圈与交变电流之间的电磁作用引起的阻碍作用，叫感抗。
拓展学习
影响感抗大小的因素
线圈的自感越大，交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
拓展学习
电容器对交变电流的作用
电容器接到交流电源两端时，由于电容器两端电压不断变化而不断的充放电，电流中就有了充放电电流，表现为交流“通过”了电容器.
拓展学习
影响容抗大小的因素
电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。
拓展学习
人教版 高中物理必修三
感谢观看
3.2