粤教版高中物理选修2-1交变电流.ppt

交变电流 一、几种类型的电流的比较 1．直流电： 方向不随时间改变的电流统称为直流电。其中，方向不变而大小变化的直流电，叫做脉动直流。 2．恒定电流： 大小和方向都不随时间变化的电流，叫做恒定电流。 3．交变电流： 大小和 方向 随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，俗称交流电。 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。 特别提醒：有的交流电，只是方向改变，而大小是恒定的，有的则是方向和大小同时改变 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：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz。 　　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。 二、描述交变电流变化快慢的物理量 三、描述交变电流大小的物理量 1、最大值（峰值）： （1）物理意义 ：表示电流的强弱或电压的高低。 反应交变电流的大小变化范围 电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。 （2）耐压值：电学元件或设备所承受的交变电流的最大值 思考与讨论：如图所示通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。 1. 怎样计算通过1 S内电阻R中产生的热量? 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1 S内产生同样的热量，这个电流是大？ 解： ) 1 ( 2、有效值 （1）定义： 根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流分别通过阻值相等电阻，使他们在相同的时间内产生的热量相等，就把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。 交流 恒定电流 Ｉ、Ｕ 通过大小相同电阻R 在交流电的一个周期内 交流的有效值为Ｉ、Ｕ 例如某一交流通过一段电阻丝，在一个周期内产生的热量为Q，如果改为3A的恒定电流通过这段电阻丝，在相同的时间内产生的热量也是Q，那么，这个交变电流的有效值就是 3A 练习：如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。 （2）交变电流有效值的理解和计算 (1)在定义有效值时应注意三个相同：①相同电阻；②相同时间；③产生相同热量。 (2)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。 (3)让恒定电流通过相同的电阻在交变电 流的一个周期时间内产生的热量等于Q。如： 相对应的I、U、E即为交变电流、电压、电动势的有效值。 （3）正弦交变电流的最大值为有效值的　　倍。 解：有效值为： 1、 我国市电用的交变电流为e=311sin100πt,求这种交变电流的有效值。 最大值除以 倍求有效值的方法只适用于求正弦或余弦交变电流的有效值 例、下列有效值为 的是（ ） AC (4)有效值的说明： A、交流用电器上标出的额定电压和额定电流指的是有效值； B、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、以后提到的交变流电的数值，若没有特殊说明的均指有效值 C、保险丝的熔断电流是有效值 C.求通过某导体横截面的电量一定要用交流的平均值。 (5）峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 A.求电容器的耐压值时要用交流的峰值。 B.求交流的功、功率和电热时必须用交流的有效值。 课堂小结 2、 峰值（最大值）：表示交流电流的强弱或电压的高低 1、周期和频率： 3、有效值： （1） 根据电流的热效应来规定。 （2）正弦交变电流的最大值是有效值的 倍。 (3)注意： A、对于交流若没有特殊说明的均指有效值。 D、求通过某导体横截面的电量一定要用交变电流的平均值。 C、求交变电流的功、功率和电热时必须用交变电流的有效值。 B、电容器的耐压值要高于交变电流的峰值。　 1.图中两交变电流通过相同的电阻R。求: （2）计算它们在R上产生的功率之比。 （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 解： 2．计算图甲和乙所示的电流的有效值。 解析：非正弦交流电或一般变化电流的有效值与最大值间的关系不确定，若要计算其有效值，可运用“定义法”或“对比法”。当某种变化电流的图象与正弦交流电图象有相同之处时，可用“对比法”，否则用“定义法”。 答案：2.83 A　4 A