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5.1 5.2交变电流的物理量一、周期和频率：二、峰值和有效值：1、峰值：2、有效值：3、有效值与峰值的关系：4、下列几种情况都要用交流电的有效值(1) 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；(2) 交流电压表和交流电流表的示数是有效值；(3) 交变电流的数值在无特别说明时都是有效值（如照明电压220V 和动力用电380V ）。
(4) 计算交流电通过导体产生的热量、热功率及保险丝的熔断电流时为有效值；5、有效值与平均值的区别：在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时只能用交变电流的有效值，不能用平均值； 在计算通过导体的电荷量时，只能用交变电流的平均值，而不能用有效值。
【典型例题】【例1】 如图5-2-5所示为照明用交流电压e 与时间t 的关系图象．电压的最大值为 ______V ．有效值为_______V .电压变化周期为____s ．频率为_____Hz 角速度为_____rad/s ．瞬时值表达式____________V ． t =s 3001时刻电压瞬时值为______V ．此时线圈平面与中性面的夹角为________ ．【例2】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图5-2-4所示，则A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t)VB ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 W【例3】如图5-2-3所示，交流发电机矩形线圈的边长 ab =cd =40cm ，bc =ad =20cm ，共50匝，线圈电阻r =1 Ω。
线圈在B =0.2T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ’以 100r/s 的转速匀速转动，外接电阻R =9Ω。
求：（1）电压表读数；（2）电阻R 上的电功率（3）从图示位置转过900时，通过R 的电量多少？一、选择题1、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 =10sin ωt V 的交流电源上，它的发热功率是A ．0.25PB ．0.5PC ．PD ．2P2、一电热器接在10V 的直流电源上产生一定的热功率，把它改接在交流电源上要使产生的热功率是原来的两倍，则交流电压的最大值应是A ．20VB ．7.1VC ．10VD ．14V3、如图5-2-7所示，交变电流电源的电压是6 V ，它跟电阻R 1、R 2及电容C 、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U 2和电压表示数U 1分别为A ．U 1=62 VB ．U 2=6 VC ．U 1=6 VD ．U 2≥62V 4、电阻R 1、R 2交流电源按照图所示方式连接，R 1=10Ω，R 2=20Ω。
《描述交变电流的物理量》讲义一、交变电流的产生在日常生活和生产中，我们广泛使用的电能大多是以交变电流的形式传输和利用的。
那么，交变电流是如何产生的呢？简单来说，交变电流是由交流发电机产生的。
交流发电机的主要部件是电枢和磁极。
当电枢在磁场中旋转时，通过电枢的磁通量会发生周期性变化，从而在电枢中产生感应电动势。
如果电枢外接闭合电路，就会形成交变电流。
二、描述交变电流的物理量1、周期和频率周期（T）是交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（s）。
频率（f）则是交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。
它们之间的关系是：f ＝ 1/T 。
例如，我国电网中交变电流的频率是 50Hz，这意味着电流在 1 秒钟内完成 50 次周期性变化，其周期就是 1/50 ＝ 002 秒。
周期和频率反映了交变电流变化的快慢。
周期越短或频率越高，电流变化就越快。
2、峰值和有效值峰值（Im 或 Um）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
对于正弦式交变电流，峰值等于有效值的√2 倍。
有效值（I 或 U）是根据电流的热效应来定义的。
让交变电流和直流电流通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么这个直流电流的值就称为交变电流的有效值。
在日常生活中，我们所说的交变电流的电压、电流值通常都是指有效值。
例如，家庭电路的电压是 220V，就是指有效值。
3、瞬时值瞬时值（i 或 u）是交变电流在某一时刻的值。
对于正弦式交变电流，瞬时值可以用公式 i ＝Im sinωt 或 u ＝Um sinωt 来表示，其中ω是角频率，ω ＝2πf 。
瞬时值能够反映交变电流在不同时刻的具体大小和方向。
三、正弦式交变电流的表达式正弦式交变电流的电动势、电压和电流的瞬时值表达式分别为：e ＝Em sinωtu ＝Um sinωti ＝Im sinωt其中，Em、Um 和 Im 分别是电动势、电压和电流的峰值，ω 是角频率，t 是时间。
描述交变电流有哪些物理量
交变电流（AC，Alternating Current）是电流的一种形式，其方向和大小随时间变化。
描述交变电流涉及到一些基本的物理量，下面是其中一些重要的物理量：
1. 电流（I）：
•方向：随时间变化。
•大小：随时间变化，通常用有效值（RMS值）表示。
2. 电压（V）：
•方向：随时间变化，与电流的变化同步。
•大小：随时间变化，通常用有效值（RMS值）表示。
3. 频率（f）：
•定义：交变电流周期内的完整振荡次数。
•单位：赫兹（Hz）。
4. 振幅（A）：
•定义：电流或电压的最大值。
•单位：安培（A）或伏特（V）。
5. 相位（Φ）：
•定义：描述电流和电压波形之间的时间关系。
•单位：弧度（rad）或角度（通常以度表示）。
6. 有效值（RMS值）：
•定义：交变电流或电压的有效数值，相当于直流电流或电压产生相同的功率效果。
•计算：对交变电流或电压波形进行均方根计算。
7. 周期（T）：
•定义：一个完整的交变电流或电压波形经过的时间。
•关系：周期与频率之间有倒数关系，即T=f1。
这些物理量描述了交变电流的基本特征，包括电流和电压的变化规律、频率、振幅、相位关系等。
这些参数对于分析交变电路中的电流和电压行为非常重要。
《描述交变电流的物理量》讲义一、交变电流的产生在我们的日常生活和工业生产中，交变电流扮演着至关重要的角色。
那么，什么是交变电流呢？简单来说，交变电流是大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
它通常由交流发电机产生。
交流发电机的基本原理是电磁感应，通过线圈在磁场中旋转，使得穿过线圈的磁通量发生周期性变化，从而在线圈中产生交变电流。
二、描述交变电流的物理量1、峰值（最大值）峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
用符号 Im 表示电流的峰值，Um 表示电压的峰值。
例如，我们家庭电路中的电压为 220V，这里所说的 220V 其实是有效值，其峰值约为 311V。
峰值可以反映交变电流变化的幅度大小，但它不能直接用来描述交变电流在电路中产生的效果。
2、有效值有效值是根据电流的热效应来定义的。
让交变电流和直流电流通过相同阻值的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等，那么就把这个直流电流的数值叫做该交变电流的有效值。
对于正弦式交变电流，其有效值与峰值之间存在着固定的关系。
电流的有效值 I 等于峰值 Im 除以根号 2；电压的有效值 U 等于峰值 Um 除以根号 2。
在实际应用中，我们通常所说的交流电压、电流的数值都是指有效值。
比如，我们说的照明电路电压 220V，就是指其有效值。
3、周期和频率周期是交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用 T 表示，单位是秒（s）。
频率则是交变电流在 1 秒钟内完成周期性变化的次数，用 f 表示，单位是赫兹（Hz）。
周期和频率互为倒数，即 f ＝ 1/T 。
我国电网中交变电流的频率是 50Hz，其周期为 002s 。
这两个物理量反映了交变电流变化的快慢。
三、交变电流的图像交变电流的变化情况可以用图像直观地表示出来。
对于正弦式交变电流，其电流（或电压）随时间的变化图像是一条正弦曲线。
通过图像，我们可以清晰地看出交变电流的峰值、周期等信息，还能了解电流（或电压）在不同时刻的大小和方向。
