第2节 描述交变电流的物理量
1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系． 2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均． 3.掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算．
一、周期和频率
1．物理意义：描述交变电流变化快慢的物理量．
2．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间；用T表示，单位是秒(s)．
3．频率：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(Hz)．
4．ω、T、f的关系
ω＝＝2πf，T＝或f＝．
二、峰值和有效值、相位
1．峰值
(1)定义：交变电流的电流或电压所能达到的最大数值．
(2)意义：用来表示电流的强弱或电压的高低．
(3)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值．
2．有效值
(1)定义：让交变电流和恒定电流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，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流电的有效值．
(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是有效值．以后提到的交变电流的数值，若没有特别说明，都是指有效值．
3．有效值与峰值的关系
对于正弦交变电流，有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系：I＝≈0.707Im，U＝≈0.707Um.
4．相位
(1)相位：是反映交流电任何时刻状态的物理量，在函数y＝Asin(ωt＋φ)中，ωt＋φ称为相位．
(2)相位差：两支交流电的相位之差．
判一判 (1)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期．( )
(2)我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/min.( )
(3)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率．( )
(4)交变电流的周期越大，交变电流的变化就越快．( )
提示：(1)√ (2)√ (3)× (4)×
做一做 如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是311 V
D．表达式为u＝220sin 100πt V
提示：选B.从图象上可以看出，交流电的周期为0.02 s，故A错误；从图象上可以看出，交流电电压的最大值为311 V，故B正确；交流电的有效值为U＝＝，故C错误；交流电的表达式为u＝311sin 100πt V，故D错误．
想一想 交变电流的周期和产生这个交变电流的线圈在磁场中转动的快慢有什么关系？
提示：交变电流的周期一般就是线圈在磁场中绕垂直磁场的轴转动的周期，所以线圈转动得快，周期就小，转动得慢，周期就大．
对描述交变电流物理量的理解
1．周期和频率的关系：T＝，f＝.
即交流电变化越快，周期越短，频率越大．
2．角速度与周期、频率的关系：ω＝＝2πf.
3．转速(n)：线圈单位时间内转过的圈数，单位是r/s或r/min.
角速度与转速的关系ω＝2πn(n的单位为r/s)或ω＝2π(n的单位为r/min)．
4．峰值：也叫最大值，是所有瞬时值中的最大值．
(1)表达式：Em＝nBSω.
(2)电容器接在交流电路中，交流电压的最大值不能超过电容器的耐压值．
