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交流電中的有效電流是如何定義的?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:903次  |  2019年06月11日  

交流電對于廣大的地球村上的人們來說并不陌生,它的最大好處就是能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的特高壓電路的輸送。交流電之所以稱之為交流電,是因為它的電流的方向和大小隨著時間的變化而斷的發(fā)生變化,其函數(shù)表達(dá)式為i=ImaxSinωt,其中i為某一時刻的電流值。

Imax為交流電的峰值,ω為交流電在磁場轉(zhuǎn)動的角速度,ωt為交流電在磁場中轉(zhuǎn)動的弧度,如果t為交流電變化的一個周期的話,那么ωt就等于2π(假設(shè)此交流電的初相位為0),則此時的交流電的瞬時電流值就為0。

如果電路的電阻為純電阻的話,由此就可以推導(dǎo)出,此交流電的電壓也是按照正弦數(shù)變化規(guī)律的,即e=UmaxSinωt。如果將交流電的電壓與電流相乘,就可以得到功率,即交流電的瞬時功率P=PmaxSin2ωt。雖然已經(jīng)扯到了電壓與功率上了,咱們現(xiàn)在還是回到交流電中的有效電流的問題上來吧!

交流電中的有效電流,通俗的說就是指交流電的額定電流。關(guān)于它的定義,不只是有趣,甚至讓人匪夷所思。

交流電的有效電流是這樣定義的,往一個金屬導(dǎo)體上通以交流電,經(jīng)過時間t后,測量導(dǎo)體上熱量的數(shù)值,然后,等這個金屬導(dǎo)體恢復(fù)室溫后,再往這個金屬導(dǎo)體上通以直流電,如果在相同的時間內(nèi),這個直流電在金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量等于交流電在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量的話,那么這個直流電的電流就是該交流電的有效值。

如果用這個方法去測量交流電的有效電流的話,那么可能會把人累死。然而,真的就有人這么干了,首先,這個有效值必定比交流電的峰值小,然后經(jīng)過無數(shù)次的測量后,人們最終發(fā)現(xiàn),這個有效的電流值就是交流電峰值的1/√2倍。

因此,交流電的有效值I=Imax/√2,交流電的有效電壓也等于其峰值的1/√2,即U=Umax√2。關(guān)于交流電的有效電壓值,它是電容器的一個誤導(dǎo)參數(shù),如果在設(shè)計電容器時,把交流電的有效電壓值定為它的擊穿電壓后,那么將它連在交流電上時,當(dāng)它通入交流電時,此電容器必定會被擊穿的。

而且,交流電還有一個有趣的現(xiàn)象,既然我們所用的交流電呈正弦的變化規(guī)律,則當(dāng)交流電通過燈泡時,在一個周期內(nèi)就會有三次的零電流通過燈泡,那么,我們?yōu)槭裁礇]有看到電燈泡的閃爍呢?

其實(shí),電燈泡是有閃爍的,只是我們用肉眼看不到罷了。因為我國所使用的交流電,其頻率為50HZ,它的變化周期為0.02S,也就是說,家用交流電在一個一秒的時間內(nèi)會閃爍150次,而我們?nèi)庋鬯苡^察到的閃爍極限值為1秒24次,因此,我們是看不到燈泡閃爍的。

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