第5章 交变电流 2.pptVIP

1．最大值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值． 　　（1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．　　 （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： 2．有效值 （1）为了反映交变电流所产生的效果，引入. （2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值． （3）特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的． 例：如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像.此交流电流的有效值是________ 1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s． 2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz． 2．在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，有一边长为20cm的10匝正方形线圈，线圈的总电阻为1Ω，线圈外接一阻值为9Ω的电阻。若以某一垂直于磁场的边为轴在磁场中匀速转动，现测得电阻R上的电功率为4.5W，试求： (1)线圈中感应电流的有效值； (2)线圈产生感应电动势的最大值； (3)线圈在磁场中匀速转动的转速； (4)写出感应电动势的瞬时表达式。 大小变化规律-------按正弦规律变化： e=Emsinωt Em=BSω叫电动势的最大值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值 在只含有电阻的电路中，适用于直流电路 的欧姆定 律也适用于交变电流电路。 其等效电路图如右： R S E r ~ 交变电流 线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势最小为零，感应电流也最小为零。 中性面的特点： 1.方向变化规律：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两 次。 问题：线圈经过什么位置时，电流的方向发生变化？ 1.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势E随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是 A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 D 2 表征交变电流的物理量 正弦交流电有效值与最大值之间的关系 证明: 同理亦可证明: 方法：I2RT= I12RT/2+ I22RT/2 当交变电流不是按正弦规律变化时，交流电的最大值与有效值在数值上不是相差 倍了。 5A ４．交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值． ５．有效值与平均值不同 　　交变电流的平均值是交变电流图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，与交流的方向，时间长短有关． 　　在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值； 在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值． 　　我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次． 　下列说法正确的是： 　A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次． 　B．交变电流的有效值总是最大值的　　　 倍． 　C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同． 　D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值是-10A ． A 如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，图中的位置是初始位置，转数n=120r/min。若已知ab=bc=20cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2T，试求： (1)瞬时感应电动势的表达式。 (2)从图示位置转过90°过程中的平均感应电动势。 答案： (1)0.707安；(2)10伏；(3)5转/秒(4)e=10sin10πt伏。