交变电流的产生和描述必备知识一、交变电流、交变电流的图像1.交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流。最常见的交变电流是正弦式交变电流。2.正弦交流电的产生和图像:(1)产生:如图所示,在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流。(2)中性面及其特点。① 定义:与磁场方向垂直的平面。② 特点:a.线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零。b.线圈转动一周,两次经过中性面,线圈每经过中性面一次,电流方向就改变一次。(3)图像:用以描述交流电随时间变化的规律。线圈从中性面位置开始计时,其图像为正弦式曲线。二、描述交变电流的物理量1.周期和频率:(1)周期 T:交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需要的时间,单位是秒(s)。公式T=。(2)频率 f:交变电流在一秒内完成周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系:T= 或 f= 。2.正弦交变电流的四值:(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。(2)峰值:交变电流的电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值。① 定义:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。② 有效值和峰值的关系:E=,U=,I=。(4)平均值:交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间的比值。如图所示是某交变电流的电压随时间的变化关系,则该交流电:① 周期是 0.02 s,频率是 50 Hz。② 电压峰值是 220 V,有效值是 220 V。③0.005 s 时的瞬时值是 220 V,0.007 5 s 时的瞬时值是 220 V。 基础小题1.判断下列题目的正误。(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。 ( )(2)大小变化而方向不变的电流也叫交变电流。( )(3)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大。( )(4)在一个周期内,正弦交流电的方向改变两次。( )(5)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正弦(余弦)交流电。 ( )(6)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值。( )提示:(1)√。据交变电流的定义可知,交变电流的方向随时间发生周期性变化。(2)×。方向不变的电流为直流电。(3)×。据中性面的定义可知,此时穿过线圈的磁通量最大,而产生的感应电动势最小,为零。(4)√。线圈经过中性面时方向改变一次,而一个周期内线圈两次经过中性面。(5)√。有效值是根据电流的热效应定义的,只有正(余)弦交流电才是倍的关系。(6)×。交流电的瞬时值是变化的,而电流表、电压表的读数均为有效...
