高中物理交变电流的描述教学ppt课件

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1.线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　．若电路总电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　 　　　 ．
i=(Em/R)·sinωt
如何描述交变电流的变化规律呢？
什么是交变电流的周期？
什么是交变电流的频率？
它们之间的关系是什么？
我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？
我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期，通常用 T 表示，单位是秒
这个交流的周期是多少？
50Hz
交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数叫做它的频率，通常用 f 表示，单位是赫兹（hertz），简称赫，符号是 Hz
1.我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。
一个周期内电流方向改变两次。
1．峰值（最大值）： Em 、Ｉm
交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
正弦交变电流的平均值：
根据电流的热效应来定义：让交变电流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流的有效值。
①交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
②对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；
③交流电流表和交流电压表的读数是有效值；
④通常电容器所标的耐压值指的是最大值，保险丝的熔断电流指的是有效值；
⑤计算电功、电热都用有效值；
如：2s末、线圈转过60°时
如：电容器的击穿电压，或
如：求4s内电路产生的焦耳热
如：求4s内通过R的电荷量
2.如图所示为余弦交流电的图像，根据图像回答下列问题：（1）该交流电的周期多大？（2）该交流电的频率多大？（3）该交流电电压的有效值多大？
（1）0.08s （2）12.5Hz （3）77.77V
拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用
电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本元件
在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。
在交流电路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感和电容。
如图所示：电阻R分别接到电压相同的交、直流电源上，观察两次灯的亮度，说明了什么道理？
说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。
把带铁芯的线圈 L 与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，电压相同 。观察两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？
现象：接直流的亮些，接交流的暗些。
电感对直流电没有阻碍作用（通直）电感对交流电有阻碍作用（阻交）
一、电感器对交变电流的阻碍作用
1、电感对直流电没有阻碍作用，交流电有阻碍作用。
2、电感线圈对交流电的阻碍作用的大小用感抗表示。
3、影响感抗大小的因素
线圈的自感系数越大，交变的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大，也就是感抗越大。
直流电，可以看成 f=0（频率很低）的交变电流，这时XL 为0、所以可以通过；当 f 很大时XL 不为0，阻碍电流通过，所以对高频电流起阻碍作用。
电感在生产科技中的应用
线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。
对低频交流电有很大的阻碍作用。
即“通直流、阻交流”。
构造：线圈绕在闭合的铁芯上，匝数 N 为几千到几万，自感系数 L 为几十亨，且线圈的电阻较小。
构造：线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上，匝数 N 为几百或几十，自感系数 L 为几个毫亨。
作用：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流 阻碍大。即“通低频、阻高频”。
低频扼流线圈有来“通直流，阻交流”。
接通电路，灯缓慢变亮，通电自感。
为什么电感线圈有通直流，阻交流的作用?
由于通过线圈的电流发生变化产生自感电动势，电动势对电流的变化产生阻碍作用，频率越高，电流变化越快，产生的自感电动势越大，阻碍作用越大，感抗也就越大。
如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)A．等于220 VB．大于220 VC．小于220 VD．等于零
电感线圈对交变电流产生感抗 “通直流、阻交流，通低频、阻高频”
如图所示：把小灯泡与电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。观察两种情况下灯泡的发光情况。这个实验说明了什么？
现象：直流电，灯泡不亮；交流电，灯泡亮了。
电容对直流电有阻碍作用（阻直）电容对交流电没有阻碍作用（通交）
1、电容阻直流：是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了，故只有在通电的瞬间有短暂电流。
2、电容通交流：实际上也并没有电荷通过电容器的两个极板间的绝缘介质，但当交流电压升高时，对电容器充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流。如此交替进行。
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1、电容对直流电有阻碍作用，交流电没有有阻碍作用。
2、电容对交流电的阻碍作用的大小用容抗表示。
3、影响容抗大小的因素
电容越大，交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小。