目錄高中物理交變電流公式 描述交變電流的物理量 交變電流教學(xué)設(shè)計 交變電流的描述教案 描述交變電流的物理量說課稿
交變電流的描述:大小和方向都隨時間做周期性變化的電流。
電磁學(xué)上把單位時間里通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強(qiáng)度，簡稱電流(Electric current)，電流符號為 I，單位是安培（A），簡稱“安”
（安德烈·瑪麗·安培，1775~1836，法國物理學(xué)家、化學(xué)家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對數(shù)學(xué)和物理也有貢獻(xiàn)。電流的國際單位安培即以其姓氏命名）。
導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下做有規(guī)則的定向運(yùn)動就形成了電流。
電學(xué)上規(guī)定：正電荷定向流動的方向為電流方向。此外，工程中也以正電荷的定向流動方向為電流方向，電流的大小則以單位時間內(nèi)培枯流經(jīng)導(dǎo)體截面的電荷Q來表示其強(qiáng)弱，稱為電流強(qiáng)度。
熱效應(yīng)
導(dǎo)體通電手中嘩時會發(fā)熱，把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。例如：比較熟悉的焦耳定律，是定量說明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。
磁效應(yīng)
電流的磁效畢行應(yīng)：奧斯特發(fā)現(xiàn)，任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。
化學(xué)效應(yīng)
電的化學(xué)效應(yīng)主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與而使得物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化。化學(xué)中的電解水或電鍍等都是電流的化學(xué)效應(yīng)。
交變電流的產(chǎn)生原理為：電磁感應(yīng)原理。
大小和方向都隨時間作周期性變化而且在一周期內(nèi)的平均值等于零的電流叫做交變電流，這是明文規(guī)定，由此可知：交變電流是一定要有恒定的周期；改變方向而不改變大小的電流只要做周期性變化，且在一周期內(nèi)的平均值等于0，就是交變電流。
交變電流的波形不一定是曲線，也不能認(rèn)為凡是波形是曲線的此歲晌電流就一定是交變電流。觀察交變電流的方向。把兩個發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管并聯(lián)，注意使兩者正、負(fù)極的方向不同，然后連接到教學(xué)用發(fā)電機(jī)的兩端，轉(zhuǎn)動手柄，兩個磁極之間的線圈隨著轉(zhuǎn)動。
需在一個周期或更長時間內(nèi)觀察電流，該電流在0-T/2和T/2-T時間內(nèi)大小和方向都沒有發(fā)生變化，但在一個周期或更長的時間內(nèi)，電流的方向隨時間發(fā)生變化，所以是交變電流。
交變電流的有效值：
讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相森鋒同時間內(nèi)，產(chǎn)生熱量相等，就雀孫把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。
跟交流熱效應(yīng)相同的恒定電流的值叫做交流的有效值。定義有效值時要抓三個相同。意義：描述交變電流做功或熱效應(yīng)的物理量。正弦式交流的有效值。
交變電流知識點(diǎn)及公式分享：
正弦交變電流的瞬時值公式：
e=Emsinωt=NBSωsinωt
u=Umsinωt
i=Imsinωt
交流電有效值的公式
?（上述均為有效值，只適用于正弦交變電流）
周期（T）是交變電流完成一次周期性變化所需的時間
T=2π/ω
頻率（f）是交變電流1s內(nèi)完成周游氏期變化的次數(shù)
f=1/T=ω/2π
電容和電感對交變電流的影響
容抗公式：
感抗公式：
變壓器部分公式總結(jié)
原副線圈電壓關(guān)系公式：
U1：U2=n1:n2
原副線圈電流關(guān)系公式：
I1：I2=n2：n1
功率關(guān)系公式：
P1=P2，
即U1I1=U2I2
1.電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt；（ω=2πf）
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值（純電阻電路中）Im=Em/R總
3.正（余）弦式交變電流有效值：E=Em/（2）1/2；U=Um/（2）1/2；I=Im/（2）1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2；I1/I2=n2/n2；P入=P出
5.在遠(yuǎn)距離輸電中，采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=（P/U）2R；（P損：輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻）；
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率（rad/s）；t:時間（s）；n:線圈匝數(shù)；B:磁感強(qiáng)度（T）；S:線圈的面積（m2）；U輸出）電壓（V）；I:電流強(qiáng)度（A）；P:功率（W）。
注:（1）交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線；
（2）發(fā)電機(jī)中，線圈在中性面位置磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零神棗散，過中性面電流方向就改變；
（3）有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的，沒有特別說明巖侍的交流數(shù)值都指有效值；
（4）理想變壓器的匝數(shù)比一定時，輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率，當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入；
（5）其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象/電阻、電感和電容對交變電流的作用。
1.交流電方向和大小都隨著時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。下面四圖都屬于交流電，其中最基本的是（1）正弦交流電。正弦交流電是實踐應(yīng)用上和理論上最重要的交流電。
2.正弦交流電的產(chǎn)生：矩形線框abcd在均強(qiáng)磁場B中繞與磁場方向垂直的軸OO'，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線圈中就產(chǎn)生了正弦交流電。
3.描述交流電的物理量：①最大值。交變電流在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值。如果把電容器接在交流電路中，交變電壓的最大值就不能查過電容器所能承受的電壓。②有效值。交流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，那么這坦仔一交流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。對正弦交流電有效值與最大值的關(guān)系：I=Im/√ˉ2=0.707Im；U=Um/√ˉ2=0.707Um.通常所說的交流電的電壓、電流、電動勢如不加特別說明都是指有效值。交流電表測得的電流、加壓也是有效值。③周期T：交流電的大小和方向完成一次周期性的變化所需要的時間。④頻率?：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)扮信友。單位：赫茲，符號Hz.⑤周期和頻率的關(guān)系：周期和頻率都是表示交流電變化快慢的物理量。T=1/?.角頻率ω=2π/T=2π?.
注意：交流電的有效值不是交流電的平均值。例廳槐如矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動一周，電動勢的平均值為零，有效值不是零，有效值體現(xiàn)了電能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)換。
概念
交變電流：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢隨時間變化而做周期性變化，因而用電器中的電流電壓也做周期性變化，電路中產(chǎn)生的是交變電流（alternating current),簡襲侍稱交流（AC) 。
編輯本段物理特性
大小和方向都隨時間作周期性變化而且在一周期內(nèi)的平均值等于零的電流叫做交變電流，這是明文規(guī)定，由此可知： 1.交變電流是一定要有恒定的周期 2.改變方向改變大小的電流只要做周期性變化，且在一周期內(nèi)的平均值等于0，就是交變電流 3.改變大滑乎小而不改變方向的電流一定不是交變電流 產(chǎn)生方法：閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動
編輯本段物理變化規(guī)律
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出,電動勢e隨時間變化的規(guī)律為: e=Em sin wt (1) e=nBSw×sinwt （n是匝數(shù)，B是磁場強(qiáng)度，S是面積，w是角速度） 從中性面開始轉(zhuǎn)動用上述公式,若從中性面的垂直面開始轉(zhuǎn)動則用e=Em Coswt 式中Em是個常數(shù),表示電動勢可能達(dá)到的最大值,叫做電動勢的峰值(peak value),w是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動的角速度. 由于發(fā)電機(jī)的電動勢按照正弦規(guī)律變化,所以單個負(fù)載為電燈等用電器時,負(fù)載兩端的電壓u,流過的電流i,也按正弦規(guī)律變化,即 Em=nBSw Im=Em/R總=nBSw/(R+r) u=Um sin wt (2) i=Im sin wt (3) 式中Um和Im 分別為電壓和電流的峰值,而e,u,i則是這幾個量的瞬間值. 這種按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流,簡稱正弦式電流(sinusoidal current). 正弦式電流是最簡單最基本的交變電流.電力中應(yīng)用的大多是正弦式電流. 正弦式電流的有效值 I U 與峰值 Im Um 之間有如下關(guān)系 I=Im/(根號2)=0.707Im U=Um/(根號2)=0.707Um 公式I=Im/根號下2 u=Um/根號下2,還有其他交變電流,上述只是電動勢按照正弦規(guī)律變化的正弦交變電流 正弦交變電流的電動勢、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時值和平均值，特別要注意它們之間的區(qū)別。以電動勢為例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬時值用e表示，平均值用 表示。它們的關(guān)系為： ，e=Emsinωt。平均值不常用，必要時要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求： 。特別要注意，有效值和平均值是不同的兩個物理量，千萬不可混淆。 生活中用的市電電壓為220V，其最大值為Um=220 V=311V，頻率為50HZ，所以其電壓瞬時值的表達(dá)式為u=311sin314tV。
編輯本段交變電流的周期與頻率
交變電流的周期和頻率都是描述交變電流的物理量。
周期T
交變電流完成一次周期性變化所需的時間，單位是秒（s）。周期越長，交變電流變化越慢，在一個周期內(nèi)，交變電流的大小和方向都隨時間變化。
頻率f
交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲（Hz），頻率越大，交變電流變化越快。
T、f、w三信禪悉者之間的關(guān)系
T=1/f , f=1/T , w=2π/T=2πf
