描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些)

一、周期和频率

周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量.

1.周期T

交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做它的周期,通常用T表示,单位是秒,符号是s.周期越大,交变电流变化得越慢.

2.频率f

交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做它的频率,通常用f表示,单位是赫兹,符号是Hz,频率越大,交变电流变化得越快.

3.角速度(圆频率)ω

线圈在匀强磁场中单位时间内转动的角度叫做角速度,通常用ω表示,单位是弧度每秒,符号是rad/s.角速度越大,交变电流变化得越快.

4.ω、T、f的关系

(1)周期和频率的关系:T=1/f或f=1/T.

(2)角速度与周期、频率的关系:ω=2π/T=2πf.

☞正弦式交变电流一个周期内电流的方向改变两次.

我国民用交变电流是频率为50Hz、周期为0.02s、每秒内电流的方向改变100次的正弦式交变电流.

☞影响正弦式交变电流周期和频率大小的因素是发电机转子的角速度ω.

☞与任何周期性变化过程一样,交变电流也要用周期或频率表示变化的快慢,线圈在垂直匀强磁场方向上匀速转动一周,交变电流恰好完成一次周期性变化,电动势、电流都按正弦规律变化一次,交变电流在一个周期内方向改变两次.

☞感觉不到日光灯闪烁的原因

我们知道日光灯接入的是交变电流,在一个周期内,日光灯明暗交替两次,也就是说日光灯实际上是时明时暗的,但我们为什么感觉不到日光灯的闪烁呢?

例题:有一正弦交流电源,电压有效值U=120V,频率为f=50Hz,向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U₀=60√2V,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长。为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

因为我国民用交变电流的周期是0.02s,也就是一秒内日光灯亮100次,暗100次,由于人的视觉有一个暂留现象,视觉神经受到外界光的刺激作用消失后,视觉还会保留一个短暂时间,这个时间约为0.05~0.1s,大于日光灯闪烁的时间间隔,故我们感觉不到日光灯闪烁.

5.转速n

产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数叫做转速,通常用n表示,单位是转每秒,符号是r/s.转速越大,交变电流变化得越快.

6.转速n与角速度ω的关系

(1)转速单位是r/s时,ω=2πn;

(2)转速单位是r/min时,ω=πn/30.

二、峰值和有效值

1.峰值

(1)交变电流的电压、电流所能达到的最大数值叫做峰值,可以用来表示电压的高低或电流的强弱.交变电流的电动势、电流、电压的峰值分别用Eₘ、Iₘ、Uₘ表示.

对于正弦式交变电流来说,峰值等于线圈转至与磁场方向平行位置时交变电流的瞬时值,例如n匝线圈(内阻为r)绕垂直于匀强磁场的转轴在磁场中匀速转动产生的正弦式交变电流的峰值可表示为Eₘ=nBsω,流过电阻的电流Iₘ=nBSω/R+r.

【注意】峰值不适合用来描述交变电流产生的效果.

☞与圆周运动一样

(2)应用:电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值,否则电容器就可能被击穿.

2.有效值

由于交变电流的大小和方向都可能随时间变化,它产生的效果也随时间变化,在实际中我们常常不研究它的瞬时效果,而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果即可,该平均效果下的电压值、电流值用有效值来表示.

定义:让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流是、电压是U,我们就把U叫做这个交变电流的有效值.

☞对有效值的理解

从有效值的定义看,“有效”是指电流的热效应等效,要注意交变电流与恒定电流的效果相同是指使相同电阻在相同时间内产生的热量相等.

定义有效值时要注意“三同”:电阻相同、时间相同、产生的热量相同.

☞如果没有特别说明,交变电流的电压、电流,用电器设备上标出的额定电压、额定电流,交流电表测量的数值,无特别说明时提到的交变电流的数值,都是指有效值.

3.正弦式交变电流的有效值I有、U有与峰值Iₘ、Uₘ之间的关系.

磁通和感应电动势(感应电流)的函数关系图:

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

正弦式交流电的有效值

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

正弦式交变电流有效值推导

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

一个正弦式,一个余弦式对同一电阻供电同为一个周期.

①完全对应关系,一个周期产生的热量是相通的.

②同一时刻的热功率之和为(Iₘsinωt)²R+(Iₘcosωt)²R=Iₘ²R.

③一个周期总热量为Iₘ²RT,那么一个正弦式的热量为Iₘ²RT/2.

④Iₘ²RT/2=I有²RT,I有=√2Iₘ/2.

☞某交变电压的瞬时值表达式为u=8√2sin(100πt)V,把标有“8V 2W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏?把标有“8V”的电容器接在此电源上会不会被击穿?

答案:由u=8√2sin(100πt)V知,交变电压的最大值是8√2V,有效值是8V,标有“8V 2W”的小灯泡中的“8V”是有效值,因此小灯泡不会烧坏;而标有“8V”的电容器可能被击穿.

4.几种典型电流的有效值

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

锯齿状电流的有效值

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

例题:如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图象.此交变电流的有效值是(D)

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

例题:如图所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得,此交流电压的有效值为?

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

有两个完全相同的定值电阻,其中一个通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦线线的一部分),另一个通有大小为√17/2A的恒定电流,实验发现,在2s时间内这两个电阻产生的热量相等,则图中a的值等于()

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

例题:如图所示的交变电流,最大值为Im,周期为,则下列有关该交变电流的有效值,判断正确的是()

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

三、相位

1.相位与初相位

交变电流的电压瞬时值表达式u=Uₘsin(ωt+φ)中的ωt+φ相当于角度的量,即“ωt+φ”称为交变电流的相位,t=0时的相位φ称为交变电流的初相位.

如图所示,甲、乙两交流电的瞬时电压与时间关系分别为

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

2.相位差

两支交变电流的相位之差叫做它们的相位差,对于频率相同的两支交变电流,初相位分别为φ₁和φ₂,其相位差等于其初相位之差,即△φ=φ₂-φ₁.

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

相位差的作用:用来比较交变电流的变化步调.

1.如果两个频率相同的交变电流的相位差是元或元的奇数倍,即△φ=(2+1)π(n=0,1,2,…),则称它们为反相,即变化步调始终相反.

2.如果它们的相位差是0或2π的整数倍,即△φ=2nπ(n=0,1,2,…),则称它们为同相,即变化步调始终相同.

☞不同的交流发电机在向同一个电网供电的时候,它们的相位必须完全相同,即相位差必须保持为0.

☞两正弦式交变电流的相位差必然是个常数,不随时间变化,这种说法正确吗?

答案:错误;只有两支交变电流的频率相同时,其相位差才是个常数.

例题:已知两正弦式交变电流的电动势分别为e₁=150sin(100πt+π/3)(V),e₂=100sin(100πt-π/6)(V),试求二者的:(1)峰值;(2)频率;(3)周期;(4)相位;(5)初相位;(6)相位差,并说明电动势的超前、滞后关系。

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些) 

例题:如图所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正,则下列四幅图像中正确的是()

描述交变电流的物理量(描述交变电流的物理量有哪些)

本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。爱坤分享仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 3252784850@qq.com 举报,一经查实,本站将于三个工作日内删除。文章链接:https://www.sfyjdwx.com/n/50779.html

(0)

相关推荐

  • 护花危情结局看不懂(护花危情结局怎么样)

    不知道大家有没有感觉,一首歌曲被赋予在电视剧或者电影里,无论是主题曲,片尾曲,还是插曲,它都会变得更有灵魂,更有深度,更有吸引力,因为它的音乐一响起,你就会不由自主地跟着唱,多年后还能回味一番剧情。 因为我是港剧迷,所以经常看,但看了这么多的剧,唯一一部不敢二刷的就是《护花危情》,因为结局实在是太让我无法释怀,所以当时是很希望能拍2.0的,能有一个圆满的结局…

    2022-12-29
    10
  • 魔兽世界战场怎么进去(魔兽世界战场升级攻略)

      这周开放了征服和勇气点的上限, 涌进了大量小号和新号开肝装备。 新手玩家怎么进入评级战场快速提升装备等级呢。 首先打开队伍查找器(或者按I键)   然后选择PVP,点评级战场可以看到自己的分数以及奖励,荣誉等级等。   一、创建队伍。 这里我们点预创建队伍,一是可以自己创建队伍,设置好名字,要求,点“列出队伍”,就可以等待别…

    2022-11-28
    27
  • 过年走亲戚孩子不会称呼人?收好这份亲戚称呼攻略

    还记得我小时候过年到舅舅家拜年,碰巧见到舅妈的娘家人,也不知道该如何称呼他们,只好吱吱呜呜躲在爸妈身后傻笑。 更尴尬的是,姥姥的弟弟给我压岁钱,我心里那个美啊,正当想跟对方道谢时,张开了嘴,却忽然不知道该如何称呼对方,只好红着脸假装推辞……   快要过春节了,面对七大姑八大姨欢聚一堂,让孩子如何开口叫人,相信这让不少“80、90”后的爸爸妈妈们相当…

    2023-01-12
    5
  • 历史电影票房排行榜前十名(中国历史电影票房排行榜)

    随着2022年五一劳动节的到来,小伙伴们有了一个愉快而短暂的小假期,但是因为疫情的原因,更多的人会选择宅在家中!就像小编一样,身处广州,外面下着小雨,只能躺在床上,听着外面的雨声,惬意得很! 说回正题,今年影院预售总票房已突破1亿元,这一数据跟2021年五一档比简直是天壤之别,因为2021年五一档首日票房预售高达6亿。不想宅在家里的小伙伴可以选择去电影院看看…

    2022-11-21
    40
  • 祝福自己的句子唯美(祝福自己的话)

    今年不要在为爱流眼泪了,要嘎嘎快乐,这样才能对得起黄金一般的青春 在2022年,我与旧时归于尽,来年静待满花开 就算身处泥泞,也要遥看满山花开   这一年,获得,释怀,成长,完结,下一年,新生,期待,希望,向前 路要往前走,但过去也永远不要忘记   今年遗憾这么多,明年一定会幸福的 如果命运是世上最烂的编剧,那么你就要争取做你人生最好的导…

    2022-12-05
    5
  • SUV/MPV/SRV/CUV都是什么意思

    今天给大家科普一下SUV/MPV/SRV/CUV都是什么意思,让你分分钟成为汽车专家和朋友在一起瞬间逼格大生。   SUV(SportsUtilityVehicle-运动型多功能车) 首先说SUV相信这个缩写是大家日常听过最多的车型了。它的定义是“运动型多用途车”,又称休闲越野车,它是由皮卡底盘上发展而来的四驱箱式车。SUV有着更高的底盘,开车去游…

    2023-01-12
    4
  • AD域是什么(加ad域是什么意思)

    1、什么是域 Domain:域是计算机网络的一种形式,其中所有用户账户,计算机,打印机和其他安全主体都在位于称为域控制器的一个或多个中央计算机集群上的中央数据库中注册。 两个域之间可以通过建立信任(Trust)关系来进行联系。 AD域 2、内网的环境: 1)工作组:默认模式,人人平等,但是不方便管理 2)域:人人不平等,优点:可以实现集中管理、统一管理 3、…

    2022-11-24
    18
  • 成都周边旅游景点大全(成都周边旅游景点大全排名)

    成都,一个可以让时间慢下来的“休闲之都”。在这里,人们可以真正地享受慢生活,恣意安然,正如网友精准概括出来的这八个字“进退自如,浮沉自安”。   对于很多朋友来说,成都都是个来了就不想走的城市,它的文化、美食、氛围,都令身处其中的人无法自拔。   那么,今天就给大家推荐几个还不错的小众景点,一天就可以逛完,来看看吧。 三星堆博物馆 三星堆…

    2022-12-28
    8
  • 小米nfc怎么使用(怎么用小米nfc)

    市面上的手机多数都有NFC功能,而目前国内将NFC功能做得最好的手机厂商,要数小米了,看完会让你折服!   小米手机的NFC用途与你手机里的NFC功能也是相通的,了解之后你手机里的NFC功能也别闲置了,不用实在是太浪费! 将手机变成公交卡 将手机变身成公交卡,要搭乘公交、地铁拿手机出来一刷即可,是不是很方便呢? 手机随身携带,不会出现忘记带卡的情况…

    2023-02-03
    2
  • 憨憨是什么意思(憨憨是夸人的还是骂人的)

    女生一般不会给跟自己不熟的男生随便取外号的,女生对男生的称谓,可以从很大程度上反映 出她跟对方的关系好坏。举个例子,有时候女生会管男生叫憨憨,但是你知道女生叫男生憨憨有什么寓意吗?   1、女生说你要么你是真滴憨憨,要么是她觉得你是真的憨憨,在要么是你的表现让她觉得你是憨憨,这种情况下下应该怎么办呢? 你可以把她堵墙角里正面质问她,你到底啥意思,为…

    2023-01-15
    7