第5章第2节描述交变电流的物理量.pptVIP

第二节 描述交变电流的物理量;;; 一、周期和频率 1．周期：交变电流完成 所需的时间，用 表示，单位是秒． 2．频率：1 s内交变电流完成 的次数，用 表示，单位： ． ; 二、峰值和有效值 1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的 ，峰值可以用来表示交变电流的 或电压的 ，但不能用来表示交变电流产生的 ． 峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应 其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许施加电压的 ． ;2．有效值：使交变电流和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的 相等，就把这一直流电的数值叫做这一交变电流的有效值． 在没有特别说明时，通常所说的交变电流、电压、电动势都是指有效值，交流电流表测量的值也是有效值，交流用电设备铭牌标出的电压、电流值也是指有效值． ;一、对有效值的理解 1．交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算，计算时“相同时间”一般要取一个周期的时间．半周期对称的可取半周期． 2．非正弦式交变电流的有效值，应按有效值的定义计算． ;3．几种典型的有效值 ;计算交变电流有效值的方法：计算有效值时，让所给交变电流通过电阻R，计算出交变电流在一个周期内所发出的热量，将它用相应的物理量的有效值表示，列方程求出相应的有效值．;二、有效值、峰值、瞬时值、平均值的区别及应用 ;　铭牌上表示的和电表测量的都是有效值，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．;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5－2－1所示．下列说法正确的是(　　) ;【思路点拨】　本题首先可以从图中得到交变电流的频率和峰值，然后可由正弦式交变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．;【答案】　C 【点评】　根据函数表达式和图象确定表征交变电流的物理量时，首先要确定交变电流的周期和峰值，在此基础上正确运用相关关系式进行分析求解．;1.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图5－2－2所示．此线圈与一个R＝10 Ω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(　　) ;如图5－2－3表示一交变电流随时间变化的图象．此交变电流的有效值是(　　) ;设直流电流I通过电阻R一个周期的时间(即0.02 s)内产生的热量为Q直＝I2R×0.02 由交流电的有效值定义得Q直＝Q交，即 50×0.01 R＝I2×0.02 R 则I＝5 A，即交变电流的有效值为5 A. 【答案】　B ;2．如图5－2－4甲为电热毯的电路图，电热丝接在u＝311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输出电压变为图5－2－4乙所示波形，从而进入保温状态．若电阻丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是(　　) ? ;图5－2－4;A．110 V B．156 V C．220 V D．311 V ;;(1)发电机产生的电动势的最大值； (2)从线框处于中性面时开始计时，写出闭合电路中电流随时间变化的函数表达式； (3)交流电压表和电流表的示数； (4)此发电机的功率． ;【思路点拨】???线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生正弦式交变电流．根据法拉第电磁感应定律可求出峰值，进而求出有效值，由欧姆定律可计算出电流和路端电压． ;【答案】　(1)160 V　(2)i＝16sin 200t A (3)101.9 V　11.32 A　(4)1280 W 【点评】　(1)最大值：正弦式交变电流为Em＝nBSω； ;3.如图5－2－6所示，矩形线圈面积为S，匝数为n，内阻为r，绕OO′轴以角速度ω做匀速转动．当它从图中位置转过90°的过程中，求： (1)通过电阻R的电荷量是多少？ (2)外力做的功是多大？ ;随堂达标自测;课时活页训练