交流电压及电流的有效值.ppt

第 4 冊 單元 6.1 交流電 6.1 交流電 發光二極管的圖形 1 交流電和直流電 實驗 6a 實驗 6a 1 交流電和直流電 1 交流電和直流電 1 交流電和直流電 1 交流電和直流電 1 交流電和直流電 例題 1 例題 1 例題 1 進度評估 1 – Q1 2 交流電的有效值 實驗 6b 實驗 6b 2 交流電的有效值 3 交流電的方均根值 3 交流電的方均根值 3 交流電的方均根值 3 交流電的方均根值 例題 2 例題 2 進度評估 2 – Q1 4 方均根值和峯值 4 方均根值和峯值 4 方均根值和峯值 4 方均根值和峯值 4 方均根值和峯值 例題 3 進度評估 3 – Q1 進度評估 3 – Q2 香港市電的峯值 香港市電的方均根值是 220 V，求交流電壓的峯值。 = 311 V V0 = Vrms ? 2 = 220 ? 2 根據 Vrms = ， V0 2 * P.* * P.* 發光二極管的圖形 交流電和直流電 進度評估 1 交流電的有效值 交流電的方均根值 進度評估 2 方均根值和峯值 進度評估 3 A 和 B 是兩個相同的發光二極管 (LEDs)。 A 連接電池組，而 B 則連接交流電源。 一邊移動相機，一邊拍下兩者的照片︰ A ? 連續的光線 B ? 一連串光點 兩個相同的發光二極管為甚麼會形成不同的圖形？ 小型交流發電機產生的電動勢和電流 實驗 6a 小型交流發電機產生的電動勢和電流 把發電機連接中心零位毫安培計。轉動發電機，留意安培計指針怎樣偏轉。 轉動交流發電機，令電燈亮起。 小型交流發電機產生的電動勢和電流 6.1 實驗 6a - 小型交流發電機產生的電動勢和電流 3. 把發電機連接示波器。穩定地轉動發電機，留意示波器上顯示的波形。 錄像片段 從實驗 6a 可見，使用簡單交流發電機所產生的電流和電動勢，會週期性地改變方向。 交流電的量值和方向都隨時間作週期性改變。 循環︰一個完整的交替 頻率︰每秒鐘的循環數目 週期︰每個循環所需的時間 電動勢的峯值 = ?0 ? 電動勢的峯至峯值 = 2?0 a 正弦交流電 週期 = 0.02 s 即︰頻率 = 50 Hz = 香港的市電頻率 示波器顯示低壓電源輸出的正弦交流電壓，低壓電源以交流市電操作。 b 變化的直流電 交流電通過二極管時，只有半個循環的電流通過（∵ 二極管只容許電流以單向流動）。 把二極管和電流感應器連接交流電源，電流感應器會量度到變化的直流電。 c 固定的直流電 常用的直流電，都是穩定或固定的直流電，連接到示波器時會得出一條橫線。 發光二極管的各種圖案 例題 1 發光二極管的各種圖案 一邊移動照相機，一邊拍攝兩個發光二極管，會得到不同的圖形，試解釋原因。 （只有順向的電勢差大於 2.2 V 時，發光二極管才會發亮。） 發光二極管的各種圖案 電池（固定電動勢）︰ 發光二極管會持續發亮 ∴ 相片中的圖形呈線狀。 發光二極管的各種圖案 交流電源︰ 發光二極管只有在電動勢高於 2.2 V 時才會亮起 ? 電動勢低於 2.2 V 或 是負數時，便會熄滅 ∴ 相片中現出一連串光點。 A B C D 以下哪個是交流電或交流電壓？ E F 交流電壓及電流的有效值 實驗 6b 交流電壓及電流的有效值 連接電路。把示波器連接到燈泡的兩端。 交流電壓及電流的有效值 6.2 實驗 6b - 交流電壓及電流的有效值 把開關接往直流電源，調節可變電阻，使燈泡的亮度與連接交流電源時相等。從示波器讀出直流電壓，從安培計讀出電流 Idc。 錄像片段 把開關接往交流電源，在燈泡上施以正弦交流電壓。 留意示波器上電壓的峯至峯值。 實驗 6b 顯示︰ 亮度相同 ? 交流電和直流電提供相同的平均功率 ? 穩定直流電的值 = 交流電的有效值 在相同的電阻器上，如果交流電和穩定直流電在相同時距內產生的熱效應相同，那麼交流電的有效值便等於直流電的量值。 交流電的平均功率 P 可以寫成 P = I 2R = I 2R .................(2) 穩定的電流 Idc 能使燈泡出現相同的熱效應（根據亮度顯示）。 燈泡的功率 Pdc = Idc2 R .................(3) 交流電 I 使電阻值為 R 的燈泡亮着時，燈泡的瞬時功率就是 P = I 2R ...............(1) 交流電和直流電產生相同的熱效應︰I 2R = Idc2R ? Idc = I 2 ............(4) 換言之，量值等於 I 2 的穩定電流 Idc 能令燈泡產生與交流電 I 相同的熱效應。 ∴ 表達式 I 2 代表交流電的有效值 取電流平方的平均值，然後再找出開