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7.2 表征交流电的物理量

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7.2 表征交流电的物理量
考纲要求：理解正弦交流电基本物理量（瞬时值、最大值、有效值、角频率、周期、频率、相位、初相位、相位差）的概念。

教学目的要求：1．掌握正弦交流电的三要素（有效值、频率、初相）。

2．掌握相位差的概念。

3．理解正弦交流电的特征。

教学重点：正弦交流电的三要素。

教学难点：相位、初相位、相位差
课时安排：3节课型：复习
教学过程：
【知识点回顾】
一、表征交流电变化快慢的物理量——周期、频率、角频率
1、周期：。

用表示，单位：。

2、频率：。

用表示，单位：。

3、周期与频率的关系：
4、角频率：。

ω =
二、最大值和有效值
1、最大值：。

用表示。

2、有效值：。

3、正弦交流电有效值和最大值之间的关系
E = = E m（适用与正弦交流电）
U = = U m
I = = I m
用E、U、I分别表示交流电的电动势、电压、电流的有效值。

各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压、额定电流的数值及一般交流电流表、交流电压表测量的数值，都是有效值。

以后提到交流电的数值，凡没特别说明的都是指有效值。

三、相位和相位差
1、相位：。

2、初相位：。

相位可用来比较交流电的变化步调。

3、相位差：。

用 表示。

Δϕ = (ωt + ϕ01 ) - (ωt + ϕ02 ) = ϕ01 - ϕ02（频率相同）
（1）ϕ= 0 称它们为
（2）ϕ = ± π 称它们为
（3）e
1比e 2超前Δϕ
四、正弦交流电的三要素
表征正弦交流电的三个重要物理量： 、 、 。

【课前练习】
一、判断题：
1、正弦交流量的振幅随时间变化。

( )
2、交流电气设备的铭牌上所给出的电流，电压均为有效值。

( )
3、正弦量的初相角与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间无关。

( )
4、人们平时所用的交流电压表、电流表所测出的数值是有效值。

( )
5、正弦量的三要素是最大值、频率和相位。

( )
二、选择题：
1、我国电力系统的交流标准频率（简称工频）为 ( )
A. 50周／秒 B ．50周／分 C ．220伏 D ．100周／秒
2、工频电压u=2202sin (314t-4
π)V 的角频率为 ( ) A. 50赫兹 B ．314弧度／秒 C ．311弧度／秒 D ．-
4π 3、有效值为380伏的正弦交流电压，其最大值为( )
A. 380伏 B ．311伏 C ．537伏 D 、220V
4、交流电流表或交流电压表指示的数值是
A.平均值 B ．有效值 C ．最大值 D ．瞬时值
5、正弦交流电的三要素为 ( )
A ．最大值、角频率、初相角
B ．周期、频率、角频率
C ．最大值、有效值、角频率
D ．有效值、周期、相位
三、填空题
1、我国电力系统的交流标准频率规定为 赫兹，周期为 秒。

2、直流电的频率为 赫兹，周期为 秒。

3、正弦交流电初相的取值范围是____，相位差的取值范围是 。

【例题讲解】
例1：某正弦电流相位等于6
5π时的瞬时值为20A ，又经过1ms ，瞬时值变为OA ，试求该交流电流的有效值、角频率、周期。

【巩固练习】
1、已知工频正弦电压uab的最大值为311 V，初相位为-60O，其有效值为多少？写出其瞬时值表达式；当t=0.005 s时，u ab的值为多少？
2、某正弦交流电初相为45 O，初始值为5A，则其有效值为 A。

【课后练习】
一、判断题
1、直流电流为10 A和交流电流有效值为10 A的两电流，在相同的时间内分别通过阻值相同的两电阻，则两电阻的发热量是相等的。

( )
2、两个不同频率的正弦量可以求相位差。

( )
3、两同频率交流电在某一瞬间都是5A，则两交流电一定同相。

( )
二、选择题
1、两个同频率正弦交流电的相位差等于180O时，则它们相位关系是 ( )
A.同相 B．反相 C．相等 D．相反
2、正弦交流电的最大值等于有效值的( )倍。

A. 2 B．2 C．1／2 D．1.732
3、白炽灯的额定工作电压为220 V，它允许承受的最大电压为 ( )
A. 220V B．311 V C．380 V D．u(t)=2202sin314 V
4、一个电容器的耐压为250V，把它接入正弦交流电中使用时，加在它上的交流电有效值可以是 ( )
A. 250V
B.200V
C.176V
D.180V
5、一个电热器接在10V直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是( )
A.7.07V
B.5V c.102V D.10V
6、一正弦交流电，当时间t=0时，电流值i=2A，且初相位为30O，则该电流的有效值是( )
A．1A B．2.828A C．2A D．4A
三、填空题
1、某正弦交流电压在1/10秒内变化5周，则它的周期T= s，频率f= Hz，角频率ω= 。

2、已知u=5sin(6πt+100)V，i=3cos(6πt-150)A，则u与i相位差Φ= 。

3、如图所示为A 、B 两个电动势的波形图，则e A 的初相为 ，e B 的初相为 ，e A 与e B 两者间的相位差ΔΦAB 应该是 。

4、如图两个电压波形图中，u 1的初相Ф1= ，有效值U 1= V ，u 2的初相Ф2= ，有效值U 2= 。

u 1与u 2的相位差Ф= ，u1与u 2的相位关系是u 1__ _u2_ __。

第3题图 第4题图
5、交流电流i =lOsin(lOO πt+
3π)A 第一次达到零值时所需的时间为 .第一次达到10A 所需时间为 秒，t=6
π时的瞬时值为 . 6、一交流发电机，其电动势为3V 后的lOms 时，线圈正好第一次处于中性面，则再过lOms ，其电动势为 。

7、在f=50HZ 的的交流电路中，测得电流瞬时值早于电压1/300S 达到最大值，若电流的初相位为零，则电压的初相位为 。

四、分析计算题
1、让8安的直流电流和最大值为10安的正弦交流电流分别通过阻值相同的电阻，试分析在相同时间内，哪种情况下电阻的发热量大？为什么？
2、二正弦交流电的波形如图所示，则eA 和eB 的相位关系如何?eA 的初相位为多少？
3、已知电压的解析式：u1=lOcos(100πt-30O )V ，u2=30sin(100πt-60 O
)V ，则ul 的相位是多少，U2的初相位是多少，U2超前Ul 为多少度？。

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电磁感应、交流电及电磁波部分期中复习

电磁感应、交流电及电磁波部分期中复习

电磁感应、交流电及电磁波部分期中复习（一）知识要点1. 感应电流（感应电动势）的方向——楞次定律楞次定律反映了在电磁感应现象中，感应电流的方向所应普遍遵守的客观规律，在对楞次定律的理解和使用上应注意以下几点：（1）在理解楞次定律时，首先应抓住“两个磁场”，即“引起感应电流的磁场”（通常称作原磁场）和“感应电流的磁场”，同时要明确，穿过导体回路的原磁通的变化是产生感应电流（或感应电动势）的原因，而感应电流所产生的磁场则要阻碍原磁通的变化。

其中阻碍原磁通的变化是指，原磁通增加时，感应电流的磁场阻碍原磁通的增加，此时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通要减弱时，感应电流的磁场阻碍原磁通的少，此时感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“阻碍”应从感应电流的磁场的作用上来理解，同时还要注意“阻碍”并不是阻止，即在电磁感应现象中，虽然有感应电流的磁场对原磁通变化的阻碍作用，但导体回路中的磁通还是要变化的。

（2）在运用楞次定律判断感应电流的方向时，首先应查明原磁场的方向，这里所指原磁场的方向应是合磁场的方向，导体回路内的磁通应指的是净磁通。

例：如图1所示，两条平行的长直导线M 、N 中，通以同方向、同强度的稳恒电流，闭合导线框abcd 和两直导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向由图中的位置I 移动到位置II 的过程中，导线框内的感应电流方向为（ ）A. 先是abcda 方向，后是adcba 方B. 先是adcba 方向，后是abcda 方向C. 始终是abcda 方向D. 始终是adcba 方向2. 自感现象 自感现象是由于导体自身的电流变化而产生的电磁感应现象，所以自感现象就是电磁感应现象的一个特例。

法拉第电磁感应定律和楞次定律在自感现象中都是适用的，在自感现象中所产生的自感电动势其作用总是阻碍导体中的电流变化的。

自感电动势的大小与电流变化率（tI ∆∆）成正比，自感系数是表示一个线圈电学特性的一个物理量，常用L 来表示，一个线圈自感系数（简称电感）大小由线圈自身的条件来决定。

描述交流电的物理量PPT教学课件

描述交流电的物理量PPT教学课件

则此交流电的频率是_____0H.2z5。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_____2_0V0；若将该电压加在一阻值为1KΩ的 纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避 免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电
流不能低于______A。0.1 2
u/v
200
2
t/s
－200
4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。
f 1 T
2 2f
T
5、有效值： E U I
（1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相 同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等， 就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系： E Em
2
注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值
例3.如图表示一交流的电流随时间 变化的图像,求该电流的有效值。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I
2 2
RT
42
I
1 2
(I12
I
2 2
)
3 2
1 2
(4
2)2 (3
2)2 5A
练习2：如图表示一交流随时间变化 的图像，求此交流的有效值。
iA
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
o
12
栖（qī）：鸟停在树上。 十五夜：中秋的晚上。 地白：指月光满地。
十五夜望月 王建
中庭地白树栖鸦，冷露无声湿桂花。 今夜月明人尽望，不知秋思落谁家？
1 、“地白”在文中是何意？由此你想到了谁的一句诗？
2 、“秋思”一词具体含义指什么？
示波器、低频信号发生器、交流毫伏表 常用用仪器仪表

示波器、低频信号发生器、交流毫伏表 常用用仪器仪表

我国工业和民用交流电源电压的有效值为220 V、频率为 50Hz，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。 因为正弦交流电的有效值与最大值(振幅值)之间有确定的 比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一
起叫做正弦交流电的三要素。
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链接一、认识正弦交流电
二、表征交流电的物理量 4、相位和相位差
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链接一、认识正弦交流电
二、表征交流电的物理量来自1、周期与频率（1）周期 正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，用字 母T表示，单位为秒(s)。
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链接一、认识正弦交流电
二、表征交流电的物理量
1、周期与频率
（2）频率 交流电周期的倒数叫做频率(用符号f表示)，即
角频率与频率之间的关系为
1 f T
= 2f
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链接一、认识正弦交流电
二、表征交流电的物理量
2、有效值
•理论与实验均可证明，正弦交流电流（电压、电动势）的有 效值I（U、E）等于其振幅(最大值)Im（Um、Em）的0．707倍 ，即
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链接一、认识正弦交流电
二、表征交流电的物理量
4、正弦交流电的三要素
与
使 用 示 波 器
自动化学院 链接二、认识与使用示波器、函数信号发生器、交流毫伏表 二、 使 用 函 数 信 号 发 生 器
自动化学院 链接二、认识与使用示波器、函数信号发生器、交流毫伏表 三、 认 识 与 使 用 交 流 毫 伏 表
《电子产品组装与维修》
包头轻工职业技术学院
自动化学院
自动化学院
任务二 认识与使用示波器、低频信号发生器、 交流毫伏表
►
掌握正弦交流电表达式、频率、周期、极大
交变电流综合及经典题型

交变电流综合及经典题型

交变电流综合及经典题型一、交流电的产生及变化规律基础知识 （1）交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。

（2）正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．．位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。

是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω； 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。

对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =mE R（3）几个物理量1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明： （1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2，t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s （注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上． （3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值． 5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）． 规律方法一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T ，边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动，角速度为ω＝2πrad ／s ，外电路电阻R ＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600时的即时感应电动势．（3）由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势． （4）交流电电表的示数． （5）转动一周外力做的功． （6）61周期内通过R 的电量为多少？二、表征交流电的物理量【例3】. 交流发电机的转子由B ∥S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为＿＿V 。