3.1 交变电流的特点 课件 (1)

课件49张PPT。第3章　 交变电流第3章　 交变电流第1节　交变电流的特点目标导航
1.知道交变电流的周期、频率的含义和它们之间的关系．
2．了解交变电流最大值和有效值的意义，知道正弦式交变电流最大值和有效值之间的关系．
3．能利用有效值的定义计算某些交变电流的有效值．(重点＋难点)一、恒定电流和交变电流的比较
1.恒定电流：电流__________都不随时间变化.
2.交变电流：电流____________随时间做周期性变化．
二、交变电流的周期和频率
1.周期：交变电流完成一次____________所需的时间．用T表示，单位是____．大小和方向大小和方向周期性变化秒2.频率：交变电流在1 s内完成____________的次数，用f表示，单位是_____，符号是___．
3.周期和频率的关系：__________．
4.正弦式交变电流：大小和方向随时间按____规律变化的交变电流．周期性变化赫兹Hz正弦想一想
1．我国市电的频率是50 Hz，一秒钟内电流方向改变几次？
提示：交变电流一个周期内方向改变2次，若频率是50 Hz，一秒钟内电流方向改变100次．三、交变电流的最大值和有效值
1.最大值：交变电流在____________所能达到的最大数值，用________分别表示最大电压和最大电流．最值又称_____．
2.有效值
(1)定义：使交变电流和直流通过______的电阻，如果它们在相等时间内产生的______相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的_________．一个周期内Um和Im峰值相同热量有效值(2)正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：
I＝________，U＝________．想一想
2．电气设备的耐压值与用电器的额定电压各指电压的什么值？
提示：电气设备的耐压值是指该设备所能承受的交流电压的最大值，而额定电压则是指正常工作时的交流电压的有效值．要点一　直流、交流、恒定电流
学案导引
1.大小不变的电流一定是恒定电流吗？
2.交变电流都按正弦规律变化吗？1.电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流．
2.直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流．3.交流分类：按交流电图象特点分正弦(或余弦)式交变电流和矩形波交变电流、锯齿波交变电流等(如图)，由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流的特性，如在交流电路中使用的元件不仅有电阻而且还有电容、电感等元件，现象和规律也比直流复杂．甲：家庭电路中的正弦式电流；
乙：示波器中的锯齿波扫描电压；
丙：电子计算机中的矩形脉冲；
丁：激光通信用的尖脉冲．4.交变电流的图象：正弦交变电流随时间的变化情况可以由图象表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示．从图中我们可以找出正弦式交变电流的最大值Im和周期T. 如图所示，下列对图象的描述正确的是(　　)
A．该电压是直流电压
B．该电压是交流电压
C．该电压的周期是0.2 s
D．该电压的频率是0.3 Hz【思路点拨】　解答本题时应注意以下两点：
(1)电压(或电流)正负表示电压(或电流)的方向．
(2)图象上一个完整的变化对应的时间是一个周期．【答案】　B【规律总结】　区分交流与直流的依据是看方向是否发生改变，在u－t或i－t图象中就是看图象是否有一部分在横轴上方，一部分在横轴下方．变式训练
1.如图所示图象中不属于交流电的有(　　)解析：选C.根据交变电流的定义，方向变化的电流为交流，在i－t或u－t图象中表现为i或u正负数值的变化，在i－t(或u－t)时间轴上方为正，下方为负，符合上述特点的有A、B、D，而C图象始终在t轴上方，为直流电．要点二　交变电流瞬时值、最大值和有效值
学案导引
1.交变电流的最大值能描述电流的强弱，它能描述交变电流的效果吗？
2.任何交变电流的有效值都能用最大值除以 来计算吗？1.瞬时值和最大值
(1)瞬时值：交变电流变化到某一时刻的值．通常用e、u、i等表示电动势、电压和电流的瞬时值．
瞬时值能精确表示各时刻的电压或电流值，但使用不方便，因为瞬时值不断发生改变，不能代表整体效果．(2)最大值：表示交变电流在1个周期内电压和电流所能达到的最大值，又称峰值，用字母Um、Im表示．
最大值是一特殊的瞬时值，能反映相应的参量在变化中的取值范围，但仍然不适合描述交变电流产生的整体效果．2.交变电流有效值的理解和计算
(1)有效值的理解
①交变电流有效值是根据电流的热效应来规定的，与电流的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是由一个周期的时间来确定的．
②在定义有效值时应注意三个相同，即相同电阻，相同时间，产生相同热量．特别提醒：(1)各类用电器铭牌所标示的值均为有效值．
(2)各类交流电表所测得的值也均为有效值．
(3)凡是没有说明的，所指的值均为有效值，如我们平时所说的照明电压220 V及动力电压380 V都是指有效值．
(4)计算电功、电热、电功率时要用交变电流或交变电压的有效值．
(5)保险丝的熔断电流也是指交变电流的有效值． 多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇,过去是用变压器来实现上述调节的,缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速，现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的,如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，【答案】　C变式训练
2.(2012·扶余高二期末)如图所示，表示交变电流随时间变化图象，则交变电流有效值为________A.答案：5 A利用电流的有效值计算电功率
[经典案例]　(11分)图中两交变电流分别通过相同电阻R.
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率；
(2)计算它们在R上产生的功率之比．【思路点拨】　对于非正弦交变电流，在计算其有效值时，一定要根据有效值的定义，利用热效应关系求解．
【解题样板】　(1)图甲为正弦交变电流，其有效值I1＝0.707Im＝3.54 A，(2分)
周期T1＝0.4 s，(1分)
频率f1＝2.5 Hz；(1分) 将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是(　　)解析：选C.本题首先可以从图中得到交变电流的频率和峰值，然后可由正弦式电流峰值与有效值的关系确定其有效值，最后由有效值计算电阻消耗的电功率．由题图可知，该交变电流的周期为T＝4×10－2 s，故频率为f 电阻R1、R2与交变电流按照图甲的方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示．则(　　) 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)