1、正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、即时值和平均值的区别。以电动势为例:最大值用Em表示,有效值用E表示,即时值用e表示,平均值用表示。它们的关系为:E=Em/,e=Emsinωt。平均值不常用,必要时要用法拉第电磁感应定律直接求:。切记。特别要注意,有效值和平均值是不同的两个物理量,有效值是对能的平均结果,平均值是对时间的平均值。在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的2/π倍,而一个周期内的平均感应电动势为零。
6.周期与频率:交流电完成一次全变化的时间为周期;每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率.单位1/秒为赫兹(Hz).
⑴周期T:交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间.
⑵频率f:交变电流在1 s内完成周期性变化的次数.
⑶周期和频率的关系:或
⑷角速度ω:. 我国工农业生产和生活用的交变电流,周期是0.02 s,频率是50 Hz.
5.平均值:交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值.其数值可以用计算.
某段时间内的交变电流的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值.例在0-内,.
注:如何应用交变电流的四值?
①在研究电容器的耐压值时只能用峰值.
②在研究交变电流做功、电功率及产生热量时,只能用有效值.
③在研究交变电流通过导体截面电量时,只能用平均值.
④在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时,只能用瞬时值.
另外,各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电流、额定电压,指的都是有效值.与热效应有关的计算,如保险丝的熔断电流等都必须用有效值.要搞清正(余)弦交流电有效值与最大值的关系,另外对特殊交流电(如方波交流电)的有效值与最大值的关系能根据有效值的定义进行计算.在交流电路中欧姆定律同样适用.
4.有效值:为了度量交流电做功情况人们引入有效值,它是根据电流的热效应而定的.就是分别用交流电,直流电通过相同阻值的电阻,在相同时间内产生的热量相同,则直流电的值为交流电的有效值.
(1) 有效值跟最大值的关系εm=U有效,Im=I有效 (2)伏特表与安培表读数为有效值.
(3) 用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值.
3.瞬时值 交变电流某一时刻的值,瞬时值是时间的函数,不同时刻,瞬时值不同e=εmsinωt, i=Imsinωt代入时间即可求出.过写瞬时值时,不要忘记写单位,如εm=220V,ω=100π,则e=220sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此.
2.交流电的最大值: εm=BωS 当为N匝时
(1) ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度/秒,nad/s
(2) 最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B在同一直线上.
(3) 最大值对应图12-3中的t1、t2时刻,每周中出现两次.
1.中性面:与磁场方向垂直的平面叫中性面.如图12-2所示的位置为中性面,对它进行以下说明:
中性面的特点:(1) 此位置穿过线框的磁通量最多.
(2) 但此位置磁通量的变化率为零.感应电动势为零.所以 e=εmsinωt=0, i=Imsinωt=0
(3) 此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图12-3中的t2,t4时刻,线圈转动一周,2次经过中性面.电流的方向改变两次,频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次.
3.对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω;对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路来说Im=
2.当从图12-1位置开始计时: 则:e=εmcosωt, i=Imcosωt
ωt是线框在时间t转过的角度;是线框与磁感应强度B的夹角;此时V、B间夹角为(π/2一ωt).
1.当从图12-2即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数:
ωt是从该位置经t时间线框转过的角度;ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角;。是线框面与中性面的夹角
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