1、 5.2 描述交變電流的物理量南昌市第一中學 張勇治第五章：交變電流 5.2 描述交變電流的物理量南昌市第一中學 張勇復習（1）感應電動勢最大值為多大？線圈在何位置？磁通量是多少?磁通量的變化率呢?bacdBd(c)a(b)VV（a圖）析: .感應電動勢最大值為Em = NBS .線圈平面與磁感線平行時，ab、cd兩邊都垂直切割磁感線，這時感應電動勢最大.磁通量為零;磁通量的變化率/t為最大. 復習（1）感應電動勢最大值為多大？線圈在何位置？磁通量是多少（2）中性面上有什么特點？磁通量是多少? 磁通量的變化率呢?bcdaa(b)d(c)VVBO.中性面即 SB 特點:（a）最大F0=DDFt0

2、=E感0=感I（b）每經過中性面一次,I感方向就改變一次。（b圖） （2）中性面上有什么特點？磁通量是多少?bcdaa(b)d(.正弦交變電流的圖象:.以矩形線圈經過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應電動勢（ab和cd邊切割磁感線 ）Em- Emu/Vt/s0T/2T2t/Wbt/s0T/2T2tm=BScos te=Emsinw ti/At/s0T/2T2tIm- Im.則電路中的電流： i=Imsinw t ( Im=Em/R+r) .正弦交變電流的圖象:.以矩形線圈經過中性面開始計時，在e/V0100t/s-1000.020100t/s-1000.02e/V甲乙(1)由圖可知甲乙兩圖所

3、描述的線圈分別從哪里開始計時?(2)該交流發電機電動勢的最大值，周期，頻率，轉速各是多少？該交變電流的方向每秒鐘改變多少次？(3)假如該交流發電機有10匝線圈，則在t=0.01S時的磁通量為多少？(4)請寫出甲乙兩圖的交變電流的函數式？ e/V0100t/s-1000.020100t/s-1000一、表征交變電流大小物理量:1、瞬時值：對應于某一時刻的值，用小寫字母 表示：e i u2、最大值（峰值）：用大寫字母表示，Um m Em Em = NBS m= Em/ R注意：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉動時，所產生感應電動勢的峰值為: Em = NBS 是僅由匝數N，線圈面積S，

4、磁感強度B和角速度四個量決定。與軸的具體位置、線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關的。（當線圈平面與磁感線平行時，磁通量為零，磁通變化率/t為最大，感應電動勢E為最大） 一、表征交變電流大小物理量:1、瞬時值：對應于某一時刻的值， 耐壓值（最大值） 電容 耐壓值（最大值） 電容 情景：甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質量相等、水的初溫相同若直流電源用10分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開 情景：甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質量相等、水的初溫我10分鐘把水燒開我10分鐘也把水燒開！我的電流是恒定的3A我的電流是變化的交流電的熱效果和直流電相同我的電流有效值也是3A概念的

5、引入：為了反映交變電流所產生的效果，引入有效值的概念 我10分鐘把水燒開我10分鐘也把水燒開！我的電流是恒定的3A3、有效值： 讓交流電與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在它們在相同時間內（如：一個周期內）產生的熱量相等，我們就把 這一恒定電流的電流值I和電壓值U叫做這一交變電流的電流有效值和電壓有效值用大寫字母表示：E、I、U、有效值是描述交流電熱效應的物理量。、額定電壓、額定電流，電壓表、電流表的讀數都是指的有效值。 3、有效值： 讓交流電與恒定電流通過相同的電阻.能力思維方法:例1.如圖所示為一交流電的電流隨時間而變化的圖象，此交流電電流的有效值為：_.i/At/s00.020.0423

6、-42分析：該交變電流周期為T=0.02s，前t1=0.01s內為恒定電流A2I1=4后t2=0.01s內為恒定電流A2I2=-3因此這一個周期內電流做的功可以求出來，根據有效值的定義，設有效值為I，根據定義有：Q=I2RT=I12Rt1+ I22Rt2代入數據計算得：I=5A .能力思維方法:例1.如圖所示為一交流電的電流隨時間而 、正弦交流電的有效值與峰值之間的關系是:222mmmUUIIEE=.上述公式只適用于正弦式交流電.注意： 正弦交流電的有效值和峰值之間具有如上的關系，但非正弦（非余弦）交流電無此關系，必須按有效值的定義進行推導。 交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電

7、流表和交流電壓表的讀數是有效值。對于交流電，若沒有特殊說明的均指有效值。在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值 、正弦交流電的有效值與峰值之間的關系是:222mmmUU4、峰值、有效值、平均值在應用上的區別:. 峰值是交流電變化中的最大瞬時值，在判斷電容器是否會被擊穿時，需考慮交流電的峰值是否超過電容器的額定電壓。.有效值是按熱效應來定義的，對于一個確定的交流來說，其有效值是一定的。 .平均值是由公式E平均=DF /Dt 確定的，其值大小由某段時間磁通量的變化量來決定，在不同的時間段里是不相同的。.在計算交流電通過電阻產生的熱量、熱功率時，只能用有效值，而不能用平均值。在計算通過導體

8、的電量時，只能用平均值，而不能用有效值。 4、峰值、有效值、平均值在應用上的區別:. 峰值是交流電變二、表征交變電流變化快慢的物理量周期T：電流完成一次周期性變化所用的時間。 單位：s .頻率f：一秒內完成周期性變化的次數。 單位：Z.角頻率：就是線圈轉動的角速度。 單位：rad/s.角速度、頻率、周期的關系Tfppw22=注意：當轉速的單位為r/s（轉/秒）時，轉速與頻率的數值相等。我國工農業及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次 二、表征交變電流變化快慢的物理量周期T：電流完成一次周期性.能力思維方法2、如圖所示，為一直流電通過如圖所示的電阻R，則交變電流表的示數為A。i/A5t