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交流电中的有效电流是如何定义的?

2019-5-26 23:15| 发布者: admin| 查看: 2187| 评论: 0

摘要: 交流电对于广大的地球村上的人们来说并不陌生,它的最大好处就是能够实现远距离的特高压电路的输送。交流电之所以称之为交流电,是因为它的电流的方向和大小随着时间的变化而断的发生变化,其函数表达式为i=ImaxSin ...
交流电对于广大的地球村上的人们来说并不陌生,它的最大好处就是能够实现远距离的特高压电路的输送。交流电之所以称之为交流电,是因为它的电流的方向和大小随着时间的变化而断的发生变化,其函数表达式为i=ImaxSinωt,其中i为某一时刻的电流值。
Imax为交流电的峰值,ω为交流电在磁场转动的角速度,ωt为交流电在磁场中转动的弧度,如果t为交流电变化的一个周期的话,那么ωt就等于2π(假设此交流电的初相位为0),则此时的交流电的瞬时电流值就为0。


如果电路的电阻为纯电阻的话,由此就可以推导出,此交流电的电压也是按照正弦数变化规律的,即e=UmaxSinωt。如果将交流电的电压与电流相乘,就可以得到功率,即交流电的瞬时功率P=PmaxSin²ωt。虽然已经扯到了电压与功率上了,咱们现在还是回到交流电中的有效电流的问题上来吧!


交流电中的有效电流,通俗的说就是指交流电的额定电流。关于它的定义,不只是有趣,甚至让人匪夷所思。
交流电的有效电流是这样定义的,往一个金属导体上通以交流电,经过时间t后,测量导体上热量的数值,然后,等这个金属导体恢复室温后,再往这个金属导体上通以直流电,如果在相同的时间内,这个直流电在金属导体上产生的热量等于交流电在相同的时间内产生的热量的话,那么这个直流电的电流就是该交流电的有效值。


如果用这个方法去测量交流电的有效电流的话,那么可能会把人累死。然而,真的就有人这么干了,首先,这个有效值必定比交流电的峰值小,然后经过无数次的测量后,人们最终发现,这个有效的电流值就是交流电峰值的1/√2倍。


因此,交流电的有效值I=Imax/√2,交流电的有效电压也等于其峰值的1/√2,即U=Umax√2。关于交流电的有效电压值,它是电容器的一个误导参数,如果在设计电容器时,把交流电的有效电压值定为它的击穿电压后,那么将它连在交流电上时,当它通入交流电时,此电容器必定会被击穿的。
而且,交流电还有一个有趣的现象,既然我们所用的交流电呈正弦的变化规律,则当交流电通过灯泡时,在一个周期内就会有三次的零电流通过灯泡,那么,我们为什么没有看到电灯泡的闪烁呢?
其实,电灯泡是有闪烁的,只是我们用肉眼看不到罢了。因为我国所使用的交流电,其频率为50HZ,它的变化周期为0.02S,也就是说,家用交流电在一个一秒的时间内会闪烁150次,而我们肉眼所能观察到的闪烁极限值为1秒24次,因此,我们是看不到灯泡闪烁的。

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