1、（39）交流电的特点和应用【复习目标】1理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律。2理解什么是交变电流的最大值和有效值。并会计算非正弦式交流的有效值。3理解电感和电容对电流的阻碍作用，会处理电感、电容电路问题。【预习任务】完成下列任务，记忆并掌握下列概念和规律。一、交变电流的产生和变化规律1交变电流： 都随时间做 变化的电流，简称交流(AC)电。2正弦式交变电流（1）定义：按 变化的交变电流。（2）产生：如图所示，将闭合线圈置于 磁场中，并绕 _ 方向的轴做匀速转动。（3）中性面：与磁场方向 的平面。A线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量_(最大/最小)，而磁通量的变化率为_，产生
2、的感应电动势为_。B线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为_，但磁通量的变化率_（最大/最小），产生的感应电动势_（最大/最小）。C线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次。3变化规律(线圈在中性面位置开始计时)（1）电动势e随时间变化的规律：e 。（2）电压u随时间变化的规律：u 。（3）电流i随时间变化的规律：i 。其中等于线圈转动的 ，Em 。4正弦式交变电流的图象二、描述交变电流的物理量1周期和频率（1）周期T：交变电流完成 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是 。公式：T。（2）频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的 ，
3、单位是赫兹(Hz)。（3）周期和频率的关系：T 或f 。2交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值（1）瞬时值：交变电流某一 的值，是时间的函数。（2）峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 。（3）有效值：让交流与恒定电流通过 的电阻，如果它们在一个周期内产生的 _ 相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的 _。注：一般交变电流表直接测出的是交变电流的 有效值；计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量等)、电气设备“铭牌”上所标的量、保险丝的熔断电流都指 有效值。一般无任何说明而指出的交变电流的数值都是指有效值。（4）正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系：I Im U Um E
4、 Em（5）平均值：其数值可以用n计算。三、电感电容对交变电流的影响1电感（1）感抗：电感对交变电流的_的大小。(用XL表示，XL=_)（2）影响感抗的因素：自感系数（L）；交变电流的频率（f）。（3）应用：低频扼流圈，线圈的自感系数很大，作用是“通_，阻_”；高频扼流圈，线圈的自感系数很小，作用是“通_，阻_”。2电容（1）容抗：电容对交变电流的_的大小。(用Xc表示，Xc=_)（2）影响感抗的因素：电容（C）；交变电流的频率（f）。（3）电容器在电路中表现为“通_，隔_；通_，阻_”。【自主检测】1如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( BC )A周期是0. 01sB最大值
5、是311VC有效值是220VD表达式为u220sin100t (V)2如图所示，甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( C ) A图甲表示交流电，图乙表示直流电 B两种电压的有效值相等 C图甲所示电压的瞬时值表达式为U311sin100t V D图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的1/10【课堂探究】1.对中性面、有效值的理解【例1】在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ B ） At =0.005s时线框的磁通量变化率为零Bt =0.01s时线框平面与中性面重
6、合C线框产生的交变电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势的频率为100Hz2非正弦式交流有效值的计算【例2】如图所示，是一交变电流随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im，电流的负值的强度恒为Im，则该交变流电的有效值为（ D ）DAIm B C DIm3电感、电容电路的相关应用【例3】如图所示电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V、50Hz的交流电，下列叙述正确的是（ C ）CA改接220V、100Hz交流电压时，A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮B改接220V、100Hz交流电压时，A灯变暗、B灯变亮、C灯亮度不变C改接220V直流电压时，A灯熄灭、B灯变亮、C灯亮度不变D改接220V直流电压时，A灯熄灭、B灯变亮、C灯变暗4有关起辉时间的计算【例4】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？t=2400 s；熄灭的时间只有1/300s，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。