高中物理《5.2描述交變電流的物理量》課件 新人教版選修3-2.ppt

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描述交變電流的物理量,1.公式法(從中性面開始計時 ),2.圖象法,一 周期和頻率,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)。,物理意義：表示交流電變化的快慢,3、關(guān)系：,1、我國生產(chǎn)和生活用交流電的 周期T=_______s， 頻率f= ______Hz， 角速度ω=______rad/s， 在1s內(nèi)電流的方向變化_______次。,0.02,50,100π,100,課堂練習(xí),一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。,1、峰值: 交變電流的 和 是它能達(dá)到的最大值。表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低。,2、瞬時值： e 、i 、u,由于交變電流的大小和方向隨時間變化，它產(chǎn)生的效果也隨時間變化，在實際中我們常常不研究它的瞬時效果，而是只要知道交變電流在某段時間內(nèi)的平均效果就可以了。,那么我們怎樣來衡量交變電流的平均效果呢？ 請看下面的思考與討論(P35),3.有效值 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。,E、U、I,二、峰值和有效值,某交變電流隨時間變化圖象如圖所示，試求該交變電流的有效值。,I=5A,,課堂練習(xí)2,某交變電流隨時間變化圖象如圖所示，經(jīng)整流后變?yōu)橛覉D波形，求該電流的有效值。,,課堂練習(xí)2,,I=4A,理論計算表明，正弦交流電有效值與最大值之間的關(guān)系,根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定,下列各種情況中所指的數(shù)值，哪些是交流電的有效值（ ） A、交變電流通過導(dǎo)體的電功、熱量和 電功率 B、保險絲的熔斷電流 C、電工工具上標(biāo)明的耐壓值。 D 、各種使用交變電流的電器設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流 E、交流電表的示數(shù),課堂練習(xí)3,ABDE,寫出我國交變電流的表達(dá)式,課堂練習(xí)4,,某交變電流隨時間變化圖象如圖所示，試求該交變電流的有效值。,課堂練習(xí)5,,求下列電流的有效值。,,設(shè)該交變電流的有效值為I， 由有效值的定義得. + = 而t＝t1＋t2， 代入數(shù)據(jù)解得：I＝ A，,,課堂練習(xí)6,如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。,課堂小結(jié),作業(yè),一線精練課時10,作業(yè),書本P52 完成 4，5,,,三、交變電流的相位,1、正弦符號sin后面的量ωt+φ叫做交變電流的相位，其中φ是t=0時的相位，叫做交變電流的初相位。,2、相位差：兩支交流的相位之差。若兩支交流的頻率相同，初相位不同，即相位差φ2-φ1為確定的常數(shù)。,e甲=Emsinωt,e乙=Emsin(ωt+φ),2、相位差是一個很重要的物理量。例如不同的交流發(fā)電機(jī)在向同一個電網(wǎng)供電時，它們的相位必須完全相同，即相位差必須保持為0，不然的話，輕則會使輸電效率降低，嚴(yán)重時會損壞輸電設(shè)備。,,,,,220V,,課堂小結(jié)與作業(yè),新課引入 恒定直流，由于大小和方向都不變化，只用電流和電壓兩個物理量進(jìn)行描述。 而交變電流，它的大小和方向都隨時間做周期性變化，那么，又該用什么物理量進(jìn)行合理的描述呢,如下圖所示的是一個電容器和一塊電視機(jī)的銘牌， 這些數(shù)據(jù)又代表了什么呢,？,？,電容器所能承受的電壓要高于交變電流的峰值，否則電容器就可能被擊穿,【例4】圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。,解析：,（1）圖甲為正弦交流電，其有效值I1＝Im／ ＝3.55A，周期T1＝0.4s，頻率f1＝2.5Hz；圖乙為方波交流電，電流的大小不變、方向作周期變化，由于熱效應(yīng)與電流方向無關(guān)，因而它的有效值為5A，周期T2＝0.4s，頻率f2＝2.5Hz。,（2）由公式P＝I2R得： P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2,,1、t=0、t1、t2、t3、t4時刻線圈所處的位置？ 2、中性面的特點？,t=0、t2、t4時線圈剛好位于中性面，t1、t3時線圈與磁場方向平行,穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零,1、定義： 讓交流電流與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在一周期（相等時間）內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這個恒定電流的值（I或U）叫做這個交流的有效值. （有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義，注意三個相同）,有效值,課堂練習(xí)3,,i/A,某交變電流隨時間變化圖象如圖所示，試求該交變電流的有效值。,如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。,解析：,課堂練習(xí)5,什么是交變電流的峰值（Em，Im，Um）？,0.02,0.01,二、峰值和有效值,1、峰值：電流或電壓所能達(dá)到的最大值。,