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1、知识回顾知识回顾1、什么是交、什么是交变电流（流（AC）？）？2、什么是中性面、有哪些特点、什么是中性面、有哪些特点？3、如何、如何产生正弦式交生正弦式交变电流？流？4、如何描述正弦式交、如何描述正弦式交变电流的流的变化化规律？律？瞬瞬时电动势：e=Emsint 瞬瞬时电流：流：i=Imsint 瞬瞬时电压：u=Umsint 峰峰值：Em=NBS 第三章 交变电流2 2、交变电流的描述、交变电流的描述CONTENTS0101周 期 和 频 率02020303容 抗 和 感 抗0404目标随 堂 训 练峰 值 和 有 效 值一、周期和频率一、周期和频率3.关系：1.1.周期（周期（T T）：交变
2、电流完成：交变电流完成一次周期性变化一次周期性变化(线圈线圈转动一圈转动一圈)所需的时间。所需的时间。国际单位是国际单位是 s s2.2.频率（频率（f f）：1s1s内内交变电流完成周期性变化的交变电流完成周期性变化的次数。次数。单位是单位是 HzHz 例1.如图所示是我国家庭电路中的交变电流 u-t 图，分析下列问题：（1）交流电流完成一次周期性变化（线圈转动一圈）所用多少时间？（2）交流电流在1s内完成多少次周期性变化？（3）在1s内电流方向变化多少次？0.02 s周期 T频率 fu/VO12t/10-2 s3（5）产生交变电流的线圈转动的角速度多大？二、峰值、瞬时值、有效值和平均值二、
3、峰值、瞬时值、有效值和平均值1 1、峰值：、峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流的峰值。通常用的峰值。通常用E Em m、I Im m和和U Um m表示峰值。表示峰值。电动势峰值：Em=NBS 2 2、电容器、电容器上的标称电压值上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的是电容器两极间所允许电压的峰值峰值超过该值就有超过该值就有被击穿的危险。被击穿的危险。电容容耐耐压值（最大（最大值)2 2、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方
4、向若若从中性面开始从中性面开始计时，计时，正弦交流瞬时值表达式为：正弦交流瞬时值表达式为：3、有效值甲、乙图中电炉烧水甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若恒定直流若恒定直流I=3AI=3A的电源用的电源用1010分钟把水烧开，分钟把水烧开，交流电也用交流电也用1010分钟把水分钟把水烧开烧开.说明了什么？说明了什么？恒定直流恒定直流I=3AI=3A的电流和这个交流通过的电流和这个交流通过相同的电阻相同的电阻，在，在相同的时间内相同的时间内产生的产生的热量相等热量相等，这时我们就把，这时我们就把恒定直流电流的数值（恒定直流电流的数值（
5、I=3AI=3A）叫做这个）叫做这个交流电流的有效值。交流电流的有效值。让交流电和恒定直流电通过让交流电和恒定直流电通过相同的电阻相同的电阻，如果它们在，如果它们在相同时间相同时间内产生内产生的的热量相等热量相等，这一交流电的有效值就跟这个直流电的数值相等。，这一交流电的有效值就跟这个直流电的数值相等。(1)(1)、有效值、有效值:(三同三同)例、通过一个 R 为1 的电阻的电流 i 随时间变化的曲线。求有效值方波交流电有效值求解：Q交交=Q直直解析解析例例1 1、如图所示为一交变电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值为如图所示为一交变电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值为()B BA.
6、5 A B.5 A A.5 A B.5 A C.3.5 A D.3.5AC.3.5 A D.3.5A解得解得I I5 A.5 A.根据有效值的定义可得，根据有效值的定义可得，正弦式交流电有效值求解：注注意意：只只适适用用于于正正弦弦或或余余弦弦式式交交流流电电,对对非非正正弦弦式式交交变变电电流流有有效效值值只只能能通过通过电流的热效应电流的热效应计算计算例2：如图所示交变电流图象为某一正弦式交变电流更换负值后的it 图象，求该交变电流的有效值.例3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。该阻值为r=4 的线圈与一个R6 的电阻构成
7、闭合电路。（1）交变电流的周期和频率？（2）交变电流的电动势的最大值和有效值？（3）感应电动势的瞬时值表达式？（4）若改变交流电源的频率，保持其峰值不变，其电动势的有效值是否改变？（5）交流电流表、电压表的示数？（6）电阻的热功率？不变或保险丝的熔断电流是指有效值无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值交流电压表、电流表测量的数值是指有效值平均电动势：平均电流：电荷量：计算计算电荷量电荷量用平均值用平均值4、平均值例例：如如图图所示所示交流交流发电发电机的矩形机的矩形线线圈圈边长边长abcd0.4 m，adbc0.2 m，线线圈匝数圈匝数N10
8、0，电电阻阻r1，线线圈在磁感圈在磁感应应强强度度B0.2 T的匀的匀强强磁磁场场中中绕绕垂直于磁垂直于磁场场的的轴轴以以100 rad/s的角速度匀速的角速度匀速转动转动，外接，外接电电阻阻R9，以，以图图示示时时刻开始刻开始计时计时，则则(1)感感应电动势的最大的最大值(2)由由图示位置示位置转过60时的瞬的瞬时感感应电动势(3)由由图示位置示位置转过60的的过程中程中产生的平均感生的平均感应电动势(4)由由图示位置示位置转过60的的过程中通程中通过电阻阻R的的电荷量荷量(5)交流交流电压表的示数表的示数(6)线圈圈转动一周一周产生的生的总热量量三、容抗和感抗三、容抗和感抗电电 阻阻 器
9、电电 感感 器 电电 容容 器电路的三大基本元件电路的三大基本元件电阻器（R）：限流的元件电容器(C)：容纳电荷的元件电感器(L)：将电能转化为磁场能而存储起来的元件电阻器、电容器和电感器对直流、交流电有何作用？L S E 图甲：电感器对直流电作用图乙：电感器对交流电作用 L S u 操作1:线圈 L 串联灯泡后接到直流电源操作2:用导线将线圈 L 短路现 象:灯泡亮度基本不变化。实验说明什么?结论：电感器对直流电几乎无影响！结论：电感器对交流电有阻碍作用！操作1:线圈 L 串联灯泡后接到交流电源操作2:用导线将线圈 L 短路现 象:灯泡亮度变亮。实验说明什么?1、感抗1.感抗：电感线圈对交变
10、电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 2.意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。通直流，阻交流。通低频，阻高频。线圈的自感系数线圈的自感系数 L L交变电流的频率交变电流的频率 f fL L 越大，越大，f f 越高，越高，X XL L 越大越大 即：即：X XL L =2=2L L3.因素：4.电感器特点：L S E L S u 操作1:电容器 C 串联灯泡后接到直流电源操作2:用导线将电容器 C 短路现 象:灯泡由不亮变为亮。实验说明什么?结论：直流电不能通过电容器！结论：交流电能“通过”电容器！隔直流，通交流操作1:电容器 C 串联灯泡后接到交流电源操作2:用导线将电容器 C 短路现 象:灯泡都在亮。实验说明什么?图甲：电容器对直流电作用 C S E 图乙：电容器对交流电作用 C S u 2、容抗2、容抗3.因素：通交流，隔直流。4.电容器特点：1.容抗：电容器对交变电流的阻碍作用。用字母XC 表示，单位是 欧 2.意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。电容器的电容电容器的电容 C C交变电流的频率交变电流的频率 f fC C 越大，越大，f f 越高，越高，X XC C 越小越小即：即：通高频，阻低频。C S E C S u 四、典例分析四、典例分析