第三節(jié) 表征交變電流的物理量
[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]
物理觀念:1.建立描述交變電流的物理量——周期、頻率、峰值、有效值、相位的概念.2.熟記正弦式交變電流的有效值和峰值之間的關(guān)系.
科學(xué)思維:1.根據(jù)電流熱效應(yīng)計(jì)算有效值,體會(huì)等效思維方法的運(yùn)用.2.通過(guò)特殊形式電流的有效值的計(jì)算培養(yǎng)綜合分析能力.
一、周期和頻率
1.周期:交變電流完成一次周期性變化的時(shí)間,用T表示.
2.頻率:交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),用f表示,單位是赫茲,符號(hào)是Hz.
3.二者關(guān)系:T=或f=.
4.物理意義:描述交變電流周期性變化的快慢.
二、峰值和有效值
1.峰值
(1)定義:交變電流的電流或電壓在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值.
(2)應(yīng)用:電容器所能承受的電壓要高于(選填“高于”或“低于”)交流電壓的峰值.
2.有效值
(1)定義:讓交變電流和恒定電流通過(guò)阻值大小相同的電阻,如果它們?cè)?u>相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,這個(gè)恒定電流的電流、電壓,叫做這個(gè)交變電流的有效值.
(2)應(yīng)用:電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)注的額定電壓、額定電流都是有效值.交流電壓表和交流電流表測(cè)量的也是有效值.
3.兩者關(guān)系
正弦式交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流和電壓的有效值和峰值間有如下關(guān)系:
E==0.707Em
I==0.707Im
U==0.707Um.
1.判斷下列說(shuō)法的正誤.
(1)對(duì)于一個(gè)正弦式電流的峰值同周期、頻率一樣是不變的,但有效值是隨時(shí)間不斷變化的.
( × )
(2)正弦式電流的正負(fù)兩部分是對(duì)稱(chēng)的,所以有效值為零.( × )
(3)正弦式電流的有效值等于峰值的倍.非正弦式電流的有效值不一定等于峰值的倍.
( √ )
(4)交流電路中,電壓表、電流表的測(cè)量值都是有效值.( √ )
2.圖1是一個(gè)正弦式交變電流的圖象,由圖可知,電流的峰值Im=______A,有效值I=______A,周期T=______s,頻率f=________Hz,初相位φ=________.
圖1
答案 1 4 0.25 0
一、交變電流的周期和頻率
如圖所示的交變電流完成一次周期性變化需要多長(zhǎng)時(shí)間?在1s內(nèi)完成多少次周期性變化?
答案 完成一次周期性變化需要0.02s;在1s內(nèi)完成50次周期性變化.