第三章 交变电流第一节 交变电流的特点


一、几种类型的电流的比较1．直流电：方向不随时间改变的电流统称为直流电．其中，方向不变而大小变化的直流电，叫做脉动直流。2．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流，叫做恒定电流．


3．交变电流：大小和 方向 随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，俗称交流电．甲：家庭电路中的正弦式电流；乙：示波器中的锯齿波扫描电压；丙：电子计算机中的矩形脉冲；丁：激光通信用的尖脉冲．特别提醒：有的交流电，只是方向改变，而大小是恒定的，有的则是方向和大小同时改变


4．正(余)弦式交变电流：大小和方向都随时间按正(余)弦规律变化的电流，称为正(余)弦式交变电流，简称为正(余)弦交流电．日常生活中用的市电，就是正弦交流电．


1．下图中画出了六种电流随时间变化的图象．这六个图中的电流都随时间t做周期性变化，其中属于交流电的是 ，属于正弦式交流电的是________．甲、丙、戊、己丙


12p
T工=　　我国=农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次． 二、描述交变电流变化快慢的物理量
fw
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.（用T表示，单位是s）2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz．


I、E、例如将Ue=400sin314t加在电容器两端，那么电容器的耐压值不得低于400V（2）耐压值：电学元件或设备所承受的交变电流的最大值
mmm
三、描述交变电流大小的物理量1、最大值（峰值）：（1）物理意义 ：表示电流的强弱或电压的高低。 反应交变电流的大小变化范围电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。


思考与讨论：如图所示通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。-212i/At/s-100.511. 怎样计算通过1 S内电阻R中产生的热量?2. 如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1 S内产生同样的热量，这个电流是大？


2
(2)QIRt
直
2
2.8I11
I2Q-21i/At/s-1020.51)1(J8.交2.8A
解：


2、有效值（1）定义： 根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流分别通过阻值相等电阻，使他们在相同的时间内产生的热量相等，就把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。


Ｕ、Q交流的有效值为ＩQ
交直
交流恒定电流　Ｉ、Ｕ通过大小相同电阻R在交流电的一个周期内


例如某一交流通过一段电阻丝，在一个周期内产生的热量为Q，如果改为3A的恒定电流通过这段电阻丝，在相同的时间内产生的热量也是Q，那么，这个交变电流的有效值就是3A


42
-32
练习：如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。


Q.如：相对应的
E
QT=
R
I、U、E即为交变电流、电压、电动势的有效值．2QIRT=2UQTR=2
（2）、交变电流有效值的理解和计算(1)在定义有效值时应注意三个相同：①相同电阻；②相同时间；③产生相同热量．(2)交变电流有效值是根据电流的热效应来规定的，与电流的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是由一个周期的时间来确定的． (3)让恒定电流通过相同的电阻在交变电 流的一个周期时间内产生的热量等于


倍mmmm。mmIIIUUUEEE707.02707.02707.02
2
（3）正弦交变电流的最大值为有效值的　　


2
2
除以 倍有求效值的方法只适用于求正弦或余弦交变电流的有效值
311
E
m

E 1、我国市电用的交变电流为e=311sin100πt,求这种交变电流的有效值。 最大值
220V
2
2
解：有效值为：


5
列i值为 的是（ ）有效/At/s 0.20.40-55i/A0.20.4t/s50-550-50.20.4t/si/A50-5i/At/sABCDAC
i2A
2
例、下


4：有效值的说明)A、交流用电器
标上的额出和定电压额定电流指
的是有效值； B、交流电流表和交流电压表的
读数是有效值D、
保险丝的熔断电流是有效值
后以提到，的交变流电数值的若没有特
殊说明的均指有效值C、
(


、）峰值（最大值）、有效值5平均值在应用
上的区A。 别.求电容器的耐压值时要用交流的峰值.B.求交流的功、功率和电热时必须用交流的有效值.
C.求通过某导体横截面的电量一定要用交流的平均值.(


小结
1
2
T有3、效值：（1） 根据电流的热效应来规定。（2）正弦交变电流的最大值是有效值的
峰率频和2、 期值（最大值）：表示交、电流的强弱或电压的高低 1流周：2f
f
T
倍：(3)注意。 A、对于交流
2B、电容器的耐压值要高于交变电流的峰值。　
若没有特殊说明的均指效有值。D、求通过某
、功率和电热时交须用必变电流的有效值。
导体横截面要电量一定的用交变电流的平均
值。C、求交变电流的功
课堂


写值它们的有效出、周期和频率。
产生的功率.比之（1）分别
1.图中两交变电流通过相同的电阻R。求:i/At/s 0.20.40-55i/A50-50.20.4t/s（2）计算它们在R上


5
z.5f(sT4.01H211)I2A
1
2
I52ATR2Hzf5.22（2）P甲:P乙＝I12R:I2＝0.4s
2
（I1／I2）2＝1:2解：i/At/s 0.20.40-55i/A50-50.20.4t/s



拓展图3－1－7
拓展变式
2．计算图3－1－7甲和乙所示的电流的有效值．变式


析：非正弦交流电或一般变化电流的有效值与最大值间的关系不确定，若要计算其有效值，可运用“定义法”或“对比法”．当某种变化电流的图象与正弦交流电图象有相同之处时，可用“对比法”，否则用“定义法”．答案：2.83 A　4 A
解