家用电器都带有一个铭牌,其中额定电压220V,额定频率50Hz,你知道他们的正确含义么?可能会有人说,这太简单了,220V谁还不知道啊,是电压,这种说法也对,但不具体,在我们对交流电的理解中,还会把电压分为好多种,有电压的峰值,有效值,瞬时值,平均值,那么这个220V又是指哪一个呢?听董老师给你细细讲解吧。
交流电是指电流方向随时间作周期性变化的电流,不同于直流电,它的方向是会随着时间发生改变的,通常交流电(简称AC)波形为正弦曲线,我们称之为正弦式交变电流。交流电可以有效传输电力,方便远距离传输,实际上还有应用其他的波形的交流电,例如三角形波、正方形波、锯齿波等。生活中使用的生活用电就是具有正弦波形的交流电。
一、交变电流的产生
1.线圈绕垂直磁场的轴做匀速圆周运动,在线圈中就产生了交变电流。例如:正方形线圈沿逆时针方向匀速转动,如图甲至丁所示。
2.两个特殊位置的对比
3.交变电流的瞬时值表达式推导
线圈平面从中性面开始转动,如图所示,则经过时间t:
6.有效值:让交变电流和恒定电流分别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,而这个恒定电流是I、电压是U,我们就把I、U叫做这个交流的有效值。
这下你明白了吧,我们平时说的生活用电电压220V指的是有效值,因为是正弦式交流电,所以他的最大值可以达到311V,我们在用电的时候一定要注意安全用电,否则后果不堪设想。
【例题】(交变电流的瞬时值表达式)(多选)如图所示,一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin(20t) V,由该表达式可推知以下哪些物理量()
A.匀强磁场的磁感应强度
B.线框的面积
C.穿过线框的磁通量的最大值
D.线框转动的角速度
【牛刀小试】如图所示,甲图为正弦式交变电流,乙图正值部分按正弦规律变化,负值部分电流恒定,丙图为方波式交变电流,三个图中的I0和周期T相同。三种交变电流的有效值之比为( )
答案A
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