3.2.2 描述交变电流的物理量
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学习目标
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核心提炼
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1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有效值、瞬时值、平均值、周期、频率，理解其物理意义，并会进行计算。
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6个物理量——峰值、有效值、瞬时值、平均值、周期、频率
1种方法——等效法
3个公式——T＝，I＝，U＝
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2.能灵活利用交变电流有效值的定义来求其有效值。
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3.能对交变电流在电路中的问题进行相关计算。
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4.了解相位、初相、相位差的概念。
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一、周期和频率
1.周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是秒。
2.频率(f)：交变电流在1__s内完成周期性变化的次数，用f表示，单位是赫兹，符号是Hz。
3.T、f、ω三者之间的关系
T＝，f＝，ω＝＝2πf。
思维拓展
我国民用交变电流的周期和频率是多少？电流方向每秒钟改变多少次？
图1
答案 我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s，频率是50 Hz，电流方向每秒改变100次。
二、峰值和有效值
1.峰值：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。
(1)电动势的表达式：Em＝nBSω。
(2)应用：电容器所能承受的电压应高于(选填“高于”或“低于”)交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。
2.有效值：让交流和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，我们就把I、U叫做这个交流的有效值。
(1)正弦式交变电流有效值和最大值的关系：
U＝＝0.707Um；I＝＝0.707Im。
(2)应用：电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流都是有效值。交流电压表和交流电流表测量的也是有效值。
思维拓展
某交流电压的瞬时值表达式u＝6sin(100πt)V，把标有“6 V 2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？
答案 小灯泡不会被烧坏，交流电压的瞬时值表达式u＝6sin(100πt) V中6 V是最大值，其有效值是6 V，而标有“6 V 2 W”的小灯泡中的6 V是有效值。电容器会被击穿。
三、相位
1.定义：正弦式交变电流u＝Umsin(ωt＋φ)，其中“ωt＋φ”叫做交变电流的相位。两支交流的相位之差叫做它们的相位差。
2.正弦式交流电u1＝Umsin(ωt＋φ1)和u2＝Umsin(ωt＋φ2)的相位差是φ1－φ2。
思考判断
(1)对于一个正弦式电流的峰值同周期、频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的。(×)
(2)正弦式交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零。(×)
(3)正弦式交变电流的有效值等于峰值的倍。非正弦式交变电流的有效值不一定等于峰值的倍。(√)
(4)只要是交变电流，其峰值就是有效值的倍。(×)
(5)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。(√)
