談交變電流的“四值”

畢海濤

大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交變電流.交流電的“瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值”是四個(gè)類似但又有區(qū)別的物理量，容易混淆.教學(xué)中，教師幫助學(xué)生理解“四值”，對(duì)其學(xué)習(xí)交流電有極大的幫助.

一、交流電的“瞬時(shí)值”

所謂“瞬時(shí)值”就是與時(shí)刻一一對(duì)應(yīng)的物理量，比如交流電中的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓均隨時(shí)間的變化而變化，通常用小寫字母來(lái)表示.

以正弦交流電為例.若從中性面開始計(jì)時(shí)，e=Emsinωt；若從=0的位置開始計(jì)時(shí)，e=Emcosωt.Em是峰值，sin和cos對(duì)應(yīng)不同的計(jì)時(shí)起點(diǎn)，ω是角速度，由它可以推算出T和f，t是自變量，ωt表示轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角，對(duì)應(yīng)線框所處位置.

在應(yīng)用中，通?？梢詮摹皌等于多少秒時(shí)”、“線框轉(zhuǎn)過(guò)多大角度時(shí)”等信息判斷需要求解瞬時(shí)值.

二、交流電的“峰值”

所謂“峰值”指交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值，它可以用來(lái)表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低.

解析此處只分析B選項(xiàng).理想二極管具有單向?qū)щ娦?接正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，電阻為零；接反向電壓時(shí)，相當(dāng)于斷路.然而實(shí)際的二極管具有一個(gè)較大的反向耐壓值，一旦所加電壓超過(guò)該值，二極管將會(huì)被擊穿.顯然，耐壓值應(yīng)不低于交流電的峰值.B選項(xiàng)正確.

三、交流電的“有效值”

所謂“有效值”是交流電和直流電通過(guò)同樣阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間里產(chǎn)生的熱量相同，這一直流電的數(shù)值就叫做該交變電流的有效值.“有效” 是電流熱效應(yīng)的等效.因此，涉及熱效應(yīng)的問(wèn)題中都必須采用有效值.

關(guān)系式的具體推導(dǎo)如下：

四、交流電的“平均值”

由上述分析可以看出，平均值在不同的時(shí)間內(nèi)數(shù)值不等，與有效值是完全不同的.解題過(guò)程中，如：“線圈轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過(guò)程中”、“第一個(gè)T/4內(nèi)”等時(shí)間信息出現(xiàn)時(shí)，需考慮是否計(jì)算平均值.

大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交變電流.交流電的“瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值”是四個(gè)類似但又有區(qū)別的物理量，容易混淆.教學(xué)中，教師幫助學(xué)生理解“四值”，對(duì)其學(xué)習(xí)交流電有極大的幫助.

一、交流電的“瞬時(shí)值”

所謂“瞬時(shí)值”就是與時(shí)刻一一對(duì)應(yīng)的物理量，比如交流電中的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓均隨時(shí)間的變化而變化，通常用小寫字母來(lái)表示.

以正弦交流電為例.若從中性面開始計(jì)時(shí)，e=Emsinωt；若從=0的位置開始計(jì)時(shí)，e=Emcosωt.Em是峰值，sin和cos對(duì)應(yīng)不同的計(jì)時(shí)起點(diǎn)，ω是角速度，由它可以推算出T和f，t是自變量，ωt表示轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角，對(duì)應(yīng)線框所處位置.

在應(yīng)用中，通?？梢詮摹皌等于多少秒時(shí)”、“線框轉(zhuǎn)過(guò)多大角度時(shí)”等信息判斷需要求解瞬時(shí)值.

二、交流電的“峰值”

所謂“峰值”指交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值，它可以用來(lái)表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低.

解析此處只分析B選項(xiàng).理想二極管具有單向?qū)щ娦?接正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，電阻為零；接反向電壓時(shí)，相當(dāng)于斷路.然而實(shí)際的二極管具有一個(gè)較大的反向耐壓值，一旦所加電壓超過(guò)該值，二極管將會(huì)被擊穿.顯然，耐壓值應(yīng)不低于交流電的峰值.B選項(xiàng)正確.

三、交流電的“有效值”

所謂“有效值”是交流電和直流電通過(guò)同樣阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間里產(chǎn)生的熱量相同，這一直流電的數(shù)值就叫做該交變電流的有效值.“有效” 是電流熱效應(yīng)的等效.因此，涉及熱效應(yīng)的問(wèn)題中都必須采用有效值.

關(guān)系式的具體推導(dǎo)如下：

四、交流電的“平均值”

由上述分析可以看出，平均值在不同的時(shí)間內(nèi)數(shù)值不等，與有效值是完全不同的.解題過(guò)程中，如：“線圈轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過(guò)程中”、“第一個(gè)T/4內(nèi)”等時(shí)間信息出現(xiàn)時(shí)，需考慮是否計(jì)算平均值.

大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交變電流.交流電的“瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值”是四個(gè)類似但又有區(qū)別的物理量，容易混淆.教學(xué)中，教師幫助學(xué)生理解“四值”，對(duì)其學(xué)習(xí)交流電有極大的幫助.

一、交流電的“瞬時(shí)值”

所謂“瞬時(shí)值”就是與時(shí)刻一一對(duì)應(yīng)的物理量，比如交流電中的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓均隨時(shí)間的變化而變化，通常用小寫字母來(lái)表示.

以正弦交流電為例.若從中性面開始計(jì)時(shí)，e=Emsinωt；若從=0的位置開始計(jì)時(shí)，e=Emcosωt.Em是峰值，sin和cos對(duì)應(yīng)不同的計(jì)時(shí)起點(diǎn)，ω是角速度，由它可以推算出T和f，t是自變量，ωt表示轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角，對(duì)應(yīng)線框所處位置.

在應(yīng)用中，通?？梢詮摹皌等于多少秒時(shí)”、“線框轉(zhuǎn)過(guò)多大角度時(shí)”等信息判斷需要求解瞬時(shí)值.

二、交流電的“峰值”

所謂“峰值”指交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值，它可以用來(lái)表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低.

解析此處只分析B選項(xiàng).理想二極管具有單向?qū)щ娦?接正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，電阻為零；接反向電壓時(shí)，相當(dāng)于斷路.然而實(shí)際的二極管具有一個(gè)較大的反向耐壓值，一旦所加電壓超過(guò)該值，二極管將會(huì)被擊穿.顯然，耐壓值應(yīng)不低于交流電的峰值.B選項(xiàng)正確.

三、交流電的“有效值”

所謂“有效值”是交流電和直流電通過(guò)同樣阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間里產(chǎn)生的熱量相同，這一直流電的數(shù)值就叫做該交變電流的有效值.“有效” 是電流熱效應(yīng)的等效.因此，涉及熱效應(yīng)的問(wèn)題中都必須采用有效值.

關(guān)系式的具體推導(dǎo)如下：

四、交流電的“平均值”

由上述分析可以看出，平均值在不同的時(shí)間內(nèi)數(shù)值不等，與有效值是完全不同的.解題過(guò)程中，如：“線圈轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過(guò)程中”、“第一個(gè)T/4內(nèi)”等時(shí)間信息出現(xiàn)時(shí)，需考慮是否計(jì)算平均值.