3.2 正弦交变电流的描述 课件 2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

§3.2 正弦交变电流的描述导入仔细观察下图中的交变电流变化规律，他们有什么异同？交变电流的变化快慢情况不一样周期与频率中国使用频率标准：50Hz（T=0.02s)峰值e=Emsinωti=Imsinωtu=umsinωtEm ＝NωBS峰值Um ＝ Im R外 交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。电容器耐压值图像：最高点和最低点瞬时值思考 如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。（1）1s内电阻R中产生的热量?（2）如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1s内产生同样的热量，这个电流是多大？在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则（1）在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则故1s内产生的总热量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J （2）Q直=Q交带入数据得：有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值。有效值理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：对有效值的理解： (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的。交变电流和恒定电流是一种等效替代关系。 (2)注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同。只适用于正弦式交变电流！与周期无关！有效值怎样求一般交流电的有效值？峰值和有效值的应用1.峰值的应用 把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。2.有效值的应用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峰值和有效值的应用平均值平均电动势：平均电流：电荷量：四值：瞬时值、峰值、有效值、平均值交变电流某一时刻的值计算线圈某时刻的受力情况最大的瞬时值电容器的击穿电压交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等计算通过电路横截面的电荷量对正(余)弦交流电(2)电气设备“铭牌”上所标值(3)保险丝的熔断电流(4)交流电流表、电压表的示数例题示范P65自我评价P66正弦式交变电流的公式和图像我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？详细描述交变电流公式图像正弦式交变电流的公式和图像写出以下两种情况下交流电的表达式电感器对交变电流的阻碍作用问题1：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？电感器对交变电流的阻碍作用结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。电感器对交变电流的阻碍作用结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。影响感抗大小的因素有哪些呢？1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 ( Ω )。2. 意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。电感器对交变电流的阻碍作用通直流，阻交流。通低频，阻高频。4.实质：变流电不断变化，产生的自感电动势，阻碍磁通量变化3.因素：5.电感器特点：电感器对交变电流的阻碍作用6.电感器的应用——扼流圈线圈绕在铁芯上,匝数多，自感系数大、感抗大线圈绕在铁氧体上,匝数少，自感系数小、感抗小通直流，阻交流通直流，通低频，阻高频电容器对交变电流的阻碍作用问题2：把小灯泡和电容器串联在电路中，分别接在交流电和直流电上，灯泡亮度是否相同？接直流电时，有无电容器时灯泡的亮度是否相同？电容器对交变电流的阻碍作用结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器电容器对交变电流的阻碍作用结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器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 ( Ω )。2. 意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。影响容抗大小的因素有哪些呢？电容器对交变电流的阻碍作用3.因素：4.实质：电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用。通交流，隔直流。通高频，阻低频。5.电容器特点：电容器对交变电流的阻碍作用6.电容器的应用电容器串联在电路中(C大)电容器并联在电路中(C小)通交流，隔直流通高频，阻低频电路图课堂总结下 课