三、表征交变电流的物理量三、表征交变电流的物理量由于交变电流的电压、电流等的大由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，因此小和方向都随时间做周期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流不能全面在交流电路中使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就需地反映其电路的特性，对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不同方面的要多一些的物理量来描述其不同方面的特性特性 一、交变电流的峰值和有效值一、交变电流的峰值和有效值1峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大值大值（1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值（2 2）最大值可以表示交变电流的强弱或电压）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果的高低，但不适于用来表示交流产生的效果（3 3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值：速旋转时，电动势的最大值：mENBS2有效值（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果，引入有效值的概念（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的3有效值与峰值之间的关系有效值与峰值之间的关系任何电流都有有效值，但上述关系任何电流都有有效值，但上述关系只限只限于正弦交变电流于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并，对其他形式的交变电流并不适用不适用mmIII707.021mmUUU707.021m mm mE EE E=0 0.7 70 07 7E E2 2交流用电设备上所标的额定电压和额定电流交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有是有效值效值；交流电压表和交流电流表的示数交流电压表和交流电流表的示数是有效值是有效值；交变电流的数值在交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值无特别说明时都是指有效值有效值与平均值不同有效值与平均值不同交变电流的平均值是交变电流图像中波形与横轴交变电流的平均值是交变电流图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，与交流的方向，时间长所围的面积跟时间的比值，与交流的方向，时间长短有关短有关 在在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流流的有效值；的有效值；在计算通过导体某一截面的电量时，在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值只能用交变电流的平均值种类种类区别区别有效值有效值峰值峰值瞬时值瞬时值平均值平均值物理物理意义意义根据电流根据电流的热效应的热效应来定义的来定义的交变电流的交变电流的最大值最大值某一时刻电某一时刻电压、电流的大压、电流的大小小一段时间电一段时间电压、电流的压、电流的平均值平均值计算计算方法方法根据热效根据热效应求解有应求解有效值的大效值的大小小有效值、峰值、瞬时值、平均值的有效值、峰值、瞬时值、平均值的区别区别二、交变电流的周期和频率1 1周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用间，用T T表示，单位是表示，单位是s s2 2频率：频率：1 1s s内交变电流完成周期性变化的次数，内交变电流完成周期性变化的次数，用用f f 表示，单位是表示，单位是HzHz fT12我国工农业及生活用电的周期为我国工农业及生活用电的周期为0.020.02s s，频频率为率为5050HzHz，电流方向每秒改变电流方向每秒改变100100次次 例题例题1：下列说法正确的是：下列说法正确的是：A A交变电流在一个周期内电流方向改变两次交变电流在一个周期内电流方向改变两次B B交变电流的有效值总是最大值的倍交变电流的有效值总是最大值的倍C C因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同效值与平均值相同D D若正弦交变电流的最大值是若正弦交变电流的最大值是1010A A，则它的最小则它的最小值是值是-10-10A A 1 1/2 2【例例2 2】如图表示一交流的电流随时间变化的如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？图像，此交变电流的有效值是多大？4 23 2 解析：交流的有效值等于热效应与此交流等效的直解析：交流的有效值等于热效应与此交流等效的直流电的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行流电的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。
设此交变电流的有效值为研究设此交变电流的有效值为I I，根据交流有效值，根据交流有效值的定义，有：的定义，有：222121122I RTI RTI RT所以：所以：22121()2III22221 1=(4 2)+(3 2)=5A=(4 2)+(3 2)=5A2 24 23 2 例例33、如图表示一交流随时间变化的图像，、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值求此交流的有效值to123424iAs图1532222221212TTTTI RT=I RI RT=I R+I R+I R22222 22 22 22 21 14 41 1I I=()+()2 22 22 22 2I=5AI=5A解析：解析：交变电流热量的求解【例 4】阻值为 1 的电阻上通以交变电流，其 it 关系如)图 所示，则在 01 s 内电阻上产生的热量为(A1 JB1.5 JC2 JD2.8 JD图 甲为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在 u156sin 120t V 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P 的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图乙 所示波形，从而进入保温状态则此时交流电压表()图 甲图 乙A测量的是电压的最大值，读数是 156 VB测量的是电压的有效值，读数是 110 VC测量的是电压的有效值，读数是 78 VD测量的是电压的有效值，读数是 55 V答案：C。