目录高中物理交变电流公式 描述交变电流的物理量 交变电流教学设计 交变电流的描述教案 描述交变电流的物理量说课稿
交变电流的描述:大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
电磁学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流(Electric current),电流符号为 I,单位是安培(A),简称“安”
(安德烈·玛丽·安培,1775~1836,法国物理学家、化学家,在电磁作用方面的研究成就卓著,对数学和物理也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名)。
导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。
电学上规定:正电荷定向流动的方向为电流方向。此外,工程中也以正电荷的定向流动方向为电流方向,电流的大小则以单位时间内培枯流经导体截面的电荷Q来表示其强弱,称为电流强度。
热效应
导体通电手中哗时会发热,把这种现象叫做电流热效应。例如:比较熟悉的焦耳定律,是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。
磁效应
电流的磁效毕行应:奥斯特发现,任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。
化学效应
电的化学效应主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。
交变电流的产生原理为:电磁感应原理。
大小和方向都随时间作周期性变化而且在一周期内的平均值等于零的电流叫做交变电流,这是明文规定,由此可知:交变电流是一定要有恒定的周期;改变方向而不改变大小的电流只要做周期性变化,且在一周期内的平均值等于0,就是交变电流。
交变电流的波形不一定是曲线,也不能认为凡是波形是曲线的此岁晌电流就一定是交变电流。观察交变电流的方向。把两个发光颜色不同的发光二极管并联,注意使两者正、负极的方向不同,然后连接到教学用发电机的两端,转动手柄,两个磁极之间的线圈随着转动。
需在一个周期或更长时间内观察电流,该电流在0-T/2和T/2-T时间内大小和方向都没有发生变化,但在一个周期或更长的时间内,电流的方向随时间发生变化,所以是交变电流。
交变电流的有效值:
让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相森锋同时间内,产生热量相等,就雀孙把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。
跟交流热效应相同的恒定电流的值叫做交流的有效值。定义有效值时要抓三个相同。意义:描述交变电流做功或热效应的物理量。正弦式交流的有效值。
交变电流知识点及公式分享:
正弦交变电流的瞬时值公式:
e=Emsinωt=NBSωsinωt
u=Umsinωt
i=Imsinωt
交流电有效值的公式
(上述均为有效值,只适用于正弦交变电流)
周期(T)是交变电流完成一次周期性变化所需的时间
T=2π/ω
频率(f)是交变电流1s内完成周游氏期变化的次数
f=1/T=ω/2π
电容和电感对交变电流的影响
容抗公式:
感抗公式:
变压器部分公式总结
原副线圈电压关系公式:
U1:U2=n1:n2
原副线圈电流关系公式:
I1:I2=n2:n1
功率关系公式:
P1=P2,
即U1I1=U2I2
1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P损:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻);
6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零神枣散,过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明岩侍的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;
(5)其它相关内容:正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。
1.交流电方向和大小都随着时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流。下面四图都属于交流电,其中最基本的是(1)正弦交流电。正弦交流电是实践应用上和理论上最重要的交流电。
2.正弦交流电的产生:矩形线框abcd在均强磁场B中绕与磁场方向垂直的轴OO',以角速度ω匀速转动,线圈中就产生了正弦交流电。
3.描述交流电的物理量:①最大值。交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。如果把电容器接在交流电路中,交变电压的最大值就不能查过电容器所能承受的电压。②有效值。交流的有效值是根据电流的热效应规定的,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,那么这坦仔一交流的数值叫做这一交流的有效值。对正弦交流电有效值与最大值的关系:I=Im/√¯2=0.707Im;U=Um/√¯2=0.707Um.通常所说的交流电的电压、电流、电动势如不加特别说明都是指有效值。交流电表测得的电流、加压也是有效值。③周期T:交流电的大小和方向完成一次周期性的变化所需要的时间。④频率ƒ:交变电流在1s内完成周期性变化的次数扮信友。单位:赫兹,符号Hz.⑤周期和频率的关系:周期和频率都是表示交流电变化快慢的物理量。T=1/ƒ.角频率ω=2π/T=2πƒ.
注意:交流电的有效值不是交流电的平均值。例厅槐如矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动一周,电动势的平均值为零,有效值不是零,有效值体现了电能和内能的相互转换。
概念
交变电流:发电机产生电动势随时间变化而做周期性变化,因而用电器中的电流电压也做周期性变化,电路中产生的是交变电流(alternating current),简袭侍称交流(AC) 。
编辑本段物理特性
大小和方向都随时间作周期性变化而且在一周期内的平均值等于零的电流叫做交变电流,这是明文规定,由此可知: 1.交变电流是一定要有恒定的周期 2.改变方向改变大小的电流只要做周期性变化,且在一周期内的平均值等于0,就是交变电流 3.改变大滑乎小而不改变方向的电流一定不是交变电流 产生方法:闭合线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动
编辑本段物理变化规律
根据法拉第电磁感应定律可以导出,电动势e随时间变化的规律为: e=Em sin wt (1) e=nBSw×sinwt (n是匝数,B是磁场强度,S是面积,w是角速度) 从中性面开始转动用上述公式,若从中性面的垂直面开始转动则用e=Em Coswt 式中Em是个常数,表示电动势可能达到的最大值,叫做电动势的峰值(peak value),w是发电机线圈转动的角速度. 由于发电机的电动势按照正弦规律变化,所以单个负载为电灯等用电器时,负载两端的电压u,流过的电流i,也按正弦规律变化,即 Em=nBSw Im=Em/R总=nBSw/(R+r) u=Um sin wt (2) i=Im sin wt (3) 式中Um和Im 分别为电压和电流的峰值,而e,u,i则是这几个量的瞬间值. 这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流(sinusoidal current). 正弦式电流是最简单最基本的交变电流.电力中应用的大多是正弦式电流. 正弦式电流的有效值 I U 与峰值 Im Um 之间有如下关系 I=Im/(根号2)=0.707Im U=Um/(根号2)=0.707Um 公式I=Im/根号下2 u=Um/根号下2,还有其他交变电流,上述只是电动势按照正弦规律变化的正弦交变电流 正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值,特别要注意它们之间的区别。以电动势为例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬时值用e表示,平均值用 表示。它们的关系为: ,e=Emsinωt。平均值不常用,必要时要用法拉第电磁感应定律直接求: 。特别要注意,有效值和平均值是不同的两个物理量,千万不可混淆。 生活中用的市电电压为220V,其最大值为Um=220 V=311V,频率为50HZ,所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。
编辑本段交变电流的周期与频率
交变电流的周期和频率都是描述交变电流的物理量。
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,交变电流的大小和方向都随时间变化。
频率f
交变电流在1s内完成周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz),频率越大,交变电流变化越快。
T、f、w三信禅悉者之间的关系
T=1/f , f=1/T , w=2π/T=2πf