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交流电中的四个值

2015-9-11 12:26| 编辑:电工学习网| 查看: 7885| 评论: 0

 1. 瞬时值

它反映交流电不同时刻的大小和方向。正弦交流电的瞬时值表达式为

(从中性面开始)。

1. 电压有效值,频率为的正弦交流电源向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为,试估算在一个小时内,霓虹灯的发光时间有多长?为什么人眼感觉不到这种忽明忽暗的现象?

分析:由正弦交流电最大值与有效值的关系得

t=0时交流电的电压为零,则电压的瞬时表达式为

画出一个周期内的图象,如图1所示,其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间,根椐对称性,一个周期内霓虹灯不能发光的时间为

1

时,由瞬时表达式求得,则一个周期内能发光的时间为

再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为

由图1可知霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的,每次熄灭的时间只有时刻到时刻)。由于人的眼睛具有视觉暂留(视觉暂留时间约),因此人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。

2. 最大值

也叫峰值,是瞬时值的最大值。它反映的是交流电大小的变化范围。当线圈平面跟磁感线平行时(转轴垂直于磁感线),交流电动势最大,。若电容器接在交流电路中,则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。

2. 把一电容器接在200V的正弦交流电路中,为保证电容器不被击穿,电容器的耐压值是多少?

分析:电容器与灯泡的工作原理不同。额定电压为220V的灯泡接在220V的交流电源上能正常发光,但不能错误地认为电容器的耐压值也不低于220V即可。电容器不断地进行充、放电,它两极间的电压最大可达到,故电容器的耐压值应不低于

3. 平均值

它是指交流电图像中图线与横轴所围成的面积跟时间的比值。其量值可用法拉第电磁感应定律来求。特殊地,当线圈从中性面转过90°的过程中,有。计算平均值切忌用算术平均法来求。另外要注意,平均值不一定等于有效值。

3. 如图2所示,求线圈由图示位置转过60°角的过程中,通过线圈某一横截面的电量。

2

分析:计算电量,一定要用电流、电压平均值。

电压平均值

所以

4. 有效值

它是根据电流的热效应来规定的,正弦交流电的有效值与最大值的关系是

对于非正弦交流电,以上关系不成立。

用电压表、电流表测得的都是有效值。用电器铭牌上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交流电通过导体产生的热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时,只能用有效值。

4. 如图3所示,两平行导轨与水平面间的夹角为,电阻不计,间距,长度足够长,导轨处于磁感应强度,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。导轨两端各接一个阻值为的电阻,一横跨在导轨间的金属棒质量,电阻,棒与导轨间的动摩擦系数,在金属棒以平行于导轨的初速度上滑,直至上升到最高点的过程中,通过上端电阻的电量,求上端电阻产生的焦耳热?(g

3

分析:设棒沿斜面能上升的最大距离为s。等效电路和导体棒受力分析分别如图45所示。由图4可知,在棒上升的过程中,通过棒某一截面的电量应为

4

5

所以

设电路消耗的总焦耳热为,有

从金属棒开始运动到最高点的过程中,利用能量守恒关系有

此题中,求电阻产生的焦耳热必须用电流的有效值计算,但有因此只能通过能量关系求得Q

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