描述交流电物理量.ppt

第二节 描述交流电的物理量 北川中学 唐高平 2013.3.2;复习回顾;3、规律： ; 由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性． ;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。 3、关系：T=1/f 或 f=1/T ;　　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 峰值 有效值 ;　　（2）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果。 　　（3）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：Em=NBSω;观察思考; 重复上述实验，用变阻器改变小灯泡两端的电压，每次都使两小灯泡亮度相同，得出每次测出的Um和U 的比值，填入下表：;2．有效值;;例题：;2、如图所示为一电压随时间变化的u-t图像，该电压的有效值为多大？; 【例1】某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为------------------（ ）; 解析：从图中看出，该交流电的最大值和周期分别是：Em＝100V，T＝0.04s，而最大值Em＝NBSω，周期T＝2π／ω；当线圈转速加倍时，ω’＝2ω，故Em’＝2Em＝200V，T’＝T／2＝0.02s.故选B。; 【练习1】如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 ;解析：从图中可看出交变电流的周期T＝0.02s，在t＝0.0025s＝T／8时，电流为14.14A，而t＝T／8时线圈从中性面转过的角度为45°。;【例2】如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？; 解析：交流的有效值等于热效应与此交流等效的直流电的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。设此交变电流的有效值为I，根据交流有效值的定义，有：;〖练习2〗如图所示为一交流电的电压随时间变化的图像，求此交流电的电压的有效值。;[例3]、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。;【例4】图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。;解析： ;〖练习3〗一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率--------------------（ ） A．0.25P B．0.5P C．P D．2P ;作业;第二课时;【例4】如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：;(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；;(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。 ;（4）线圈每转过一周，外力所做的功。;【例5】如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：;（2）电阻R上产生的焦耳热Q;〖练习4〗边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：;(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过???圈某截面的电量q ;练习题：;解析：;2、交流发电机在工作时的电动势为e=Emsinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为 ( ) ; 3、电路如图所示，已知交流电源电压u=200sin100πtV，电阻R=100Ω。则电流表和电压表的读数分别为 A、1.41A，200V B、1.41A，141V C、2A，200V D、2A，141V;有效值表示交变电流产生的效果，正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系．