1、交变电流的描述第三章第三章描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量周期和频率周期和频率把交变电流完 成一次周期性变化所需的时间,叫做它的周期,通常用 T 表示,单位是秒。交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做它的频率,通常用 f 表示, 单位是赫兹(hertz),简称赫,符号是 Hz。 频率是供电质量的重要指标。 周期和频率互为倒数或图中的周期与频率分别是多少?峰值和有效值峰值和有效值最大值(峰值) Um , m瞬时值 u, ieOtTUm有效值有效值 根据电流的热效应来规定,让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流是 I、电压是U,我
2、们就把 I、U 叫做这个交流的有效值。 正弦正弦交流电有效值峰值的交流电有效值峰值的关系关系人们通常说家庭电路的电压是220 V, 指的便是有效值; 使用交流的电气设备上,标出的额定电压和额定电流都是有效值;一般交流电压表测量的数值也是有效值;以后提到交变 电流的数值,凡没有特别说明的,都指有效值。试一试电流 i 通过一个 R = 1 的电阻根据电流的热效应计算右图电流的有效值I电感和电容对交变电流的影响电感和电容对交变电流的影响电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。 取直流电源的电压与交流电压的有效值
3、相等。 观察两种情况下灯泡的亮度。 现象现象 接直流的亮些,接交流的暗些结论结论 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有 感抗感抗 在直流电路中,当电压一定时,影响电流强弱的只是电阻。在交流电路中,电感对交变电流也有阻碍作用,阻碍作用的大小用感抗来表示。 电感对交流的阻碍电感对交流的阻碍作用的应用作用的应用扼流圈扼流圈(1)低频扼流圈线圈绕在 铁芯上,匝数为几千甚至超过一万,自感系数为几十亨。 即使交流的频率较低,这种线圈产生的感抗也很大。由于线圈是用铜线绕制的,对直流的阻碍作用较小,所以这种扼流圈可以用 来“通直流,阻交流”。 (2)高频扼流圈线圈有的绕在铁氧体芯上, 有的是空心的,匝数为几百
4、或几十,自感系数为几毫亨,这种扼流圈只对高频交变电流有较大的阻碍作用, 对低频交变电流的阻碍作用较小,对直流的阻碍作用更小,因此可以用来“通低频、通直流,阻高频”。交变电流能够通过电容器交变电流能够通过电容器把白炽灯和电容器串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们 接到交流电源上。观察灯泡的发光情况。现象现象 通入直流电,灯泡不亮;接入交流电时,灯泡亮了结论结论 直流电不能通过电容器,交流能够通过电容器,所以电容器有“通交流,隔直流”的作用通交流,隔直流的通交流,隔直流的原因原因直流不能通过电容器,这是容易理解的,因为电容器的两个 极板被绝缘介质隔开了。当电容器接到交流电源的两端时,实际上自
5、由电荷也没有通过两极板间的绝缘介质。瞬时电压在不断变化,当电压升高时,电容器充电,电荷向电容器的极板上聚集,形成 充电电流;当电压降低时,电容器放电,电荷从极板上退出,形成放电电流。电源加在两极板上电压的大小和正负在不断地变化,电容器交替地进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器。电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用把电容器从电路中取下来,使灯泡直接与交流电源相连观察灯泡亮度现象现象 灯泡要比接有电容器时更亮结论结论 电容对交流有阻碍作用。容抗容抗 电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示。电容器的电容越大, 交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用就越小,也就是说
6、,电容器的容抗就越小。小结小结四、周期和频率1周期:交变电流完成_所需的时间,用_表示,单位是_2频率:交变电流在1 s内完成_的次数,用_表示,单位:_一次周期性变化T秒周期性变化f赫兹五、峰值和有效值1峰值:交变电流在一个周期内所能达到的_,峰值可以用来表示交变电流的_或电压的_,但不能用来表示交变电流产生的_峰值在实际中有一定的指导意义,所有使用交变电流的用电器,其最大耐压值应_其使用的交流电压的峰值,电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许施加电压的_最大值强弱高低热效应不小于最大值2有效值:让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电
7、流是I、电压是U,我们就把I、U叫做这个交流的有效值在没有特别说明时,通常所说的交变电流、电压、电动势都是指有效值,交流电流表测量的值也是有效值,交流用电设备铭牌标出的电压、电流值也是指有效值正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系:I_Im,U_Um,E_Em.六、电感器对交变电流的阻碍作用1电感对交变电流的阻碍作用的大小用_来表示,线圈的_越大,交变电流的_越高,阻碍作用就越大,_也就越大感抗自感系数频率感抗2扼流圈是电子技术中常用的电子元件,分为两种:一种是线圈绕在铁芯上,它的自感系数较_,感抗较大,叫做_扼流圈,它的作用是_;另一种是线圈绕在铁氧体芯上或空心,它的自感系数较_,感抗较小,叫做_扼流圈,它的作用是_大低频通直流,阻交流小高频通低频,阻高频七、交变电流能够通过电容器通过实验可以看到交变电流能够通过电容器,其实自由电荷并未通过两极板间的绝缘介质,只是在交流电压的作用下,电容器交替进行_和_,电路中就有了电流充电放电八、电容器对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用的大小用_来表示,电容器的_越大,交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小, _也就越小电容对交变电流的作用是_容抗电容容抗通交流,隔直流,通高频,阻低频