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课件网) 三、交变电流 1.了解交变电流是怎样产生的。 2.定性了解交流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量。 3.知道交流能通过电容器的原因,了解交流这一特性在电子技术中的应用。 4.初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用,进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。 一 二 三 四 一、交流发电机 1.原理:电磁感应现象,线圈在磁场中转动产生感应电动势。 2.结构:产生磁场的磁体和产生感应电动势的线圈。 一 二 三 四 二、交变电流的变化规律 1.定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流。 2.产生:矩形线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场的转轴以某一角速度匀速转动,线圈中将产生正弦式电流。 3.波形:正弦式电流的波形是正弦图象。 4.变化规律:在线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有感应电流,这样的位置叫中性面。 从中性面开始计时,正弦式电流在某一时刻的电流、电压的表达式为i=Imsin ωt;u=Umsin ωt。式中Im、Um分别是电流和电压的最大值,叫作交流的峰值。 5.相关物理量:瞬时值、最大值(峰值)、周期和频率。 一 二 三 四 三、交变电流能够通过电容器 当电容器接到交流电路上,电容器交替进行充电和放电,电路中形成电流。电容器能够隔直流、通交流。 使用220 V交流电器,其金属外壳与电源之间都有良好的绝缘(即外壳不与电源直接相连),但是,有时候用手摸外壳时仍会感到“麻手”,这是什么原因? 提示:因为与电源直接相连的机芯和金属外壳构成了电容器的两个极板,电源中的交变电流能“通过”这个“电容器”,产生“漏电”,故手摸外壳时会感到“麻手”。 一 二 三 四 四、交变电流的有效值 1.定义:把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间里它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值。 2.正弦式电流 有效值和峰值的关系: 一 二 三 一、直流与交变电流的对比 按大小和方向的变化规律,可将电流作如下的分类: 特别提醒电流大小和方向随时间做周期性变化是交变电流的最重要特征。恒定电流仅仅是直流中的一种;同样,交变电流也并不都是正弦式电流,正弦式电流的特殊规律不能适用于所有交变电流。 一 二 三 二、交变电流的描述 1.周期和频率 交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。 (1)周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间,单位是秒(s)。周期越长,交变电流变化越慢,在一个周期内,交变电流的方向变化两次。 (2)频率f:交变电流完成周期性变化的次数与所需时间的比,单位是赫兹,符号为Hz;频率越大,交变电流变化越快。 一 二 三 2.正弦式电流的图象 (1)如果以时间t为横坐标、电流i或电压u为纵坐标,把电流或电压随时间变化的规律用曲线画出来,会得到图中所示的正弦曲线,这就是正弦式电流的图象。 一 二 三 (2)从图象中可以解读到以下信息: ①交变电流的最大值Im、Um、周期T。 ②因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零,磁通量最大,所以可确定线圈位于中性面的时刻。 ③线圈平行于磁感线的时刻。 ④判断线圈中磁通量的变化情况。 ⑤分析判断i、u随时间变化的规律。 一 二 三 3.正弦式电流有效值和最大值间的关系 对非正弦式电流,在计算有效值时应按有效值的规定根据电流的热效应分析计算:把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间里它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的值称为交流电压、电流的有效值。 但应注意所选时间至少应是一个周期。 (2)在计算交变电流通过导体产生的热量和电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流时,只能用有效值。如电功率的计算公式P=UI中,U、I均为有效值。 一 二 三 特别提醒(1)实际应用中,交变电流有不同的变 ... ...
