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表征交变电流的物理量

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教学目的:<?

l、掌握表征交变电流大小物理量。

2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题。

3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量。

教学重点:

      掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题

教学难点:

有效值的理解

教学准备:

幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、

教学过程:

一、知识回顾

   (一)、交变电流:

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大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流。如图15-1所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流,其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图(b)所示。而(a)、(d)为直流其中(a)为恒定电流。

(二)、正弦交流的产生及变化规律。

    1、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。

规律:图象表示:

二、新课教学:

1、表征交变电流大小物理量

①瞬时值:对应某一时刻的交流的值

  用小写字母x 表示,e  i  u

②峰值:即最大的瞬时值


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③有效值:

ⅰ、意义:描述交流电做功或热效应的物理量

ⅱ、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。

ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε=   I=   U=

  注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ,U= 的关系,非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值。即I=I

ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。

ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

④、峰值、有效值应用上的区别。

      峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义。若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。

      交流的有效值是按热效应来定义的,对于一个确定的交流来说,其有效值是一定的。

在实际应用中,交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值,交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值,解题中,若题目不加特别说明,提到的电流、电压、电动势时,都是指有效值。

 

2、表征交变电流变化快慢的物理量

①、周期T:电流完成一次周期性变化所用的时间。单位:s .

②、频率f:一秒内完成周期性变化的次数。单位:HZ.

ω=


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三、巩固练习

1、正弦交流电压的峰值为10V,周期为0.2S,将此电压接在10 的电阻上,在0.05s内电阻上产生的热量(  )

    A、可能为零

    B、一定为0 .25J

    C、不可能大于0.25J

D、可能小于是0.25J

 

2、某交流电压随时间的变化规律如图15-14所示,则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上,则电容器的耐压值不应小于_________V;交流电压的有效值等于________V





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