生活中的交流電

2021-02-15 星宸物理

家用電器都帶有一個銘牌,其中額定電壓220V,額定頻率50Hz,你知道他們的正確含義麼?可能會有人說,這太簡單了,220V誰還不知道啊,是電壓,這種說法也對,但不具體,在我們對交流電的理解中,還會把電壓分為好多種,有電壓的峰值,有效值,瞬時值,平均值,那麼這個220V又是指哪一個呢?聽董老師給你細細講解吧。

交流電是指電流方向隨時間作周期性變化的電流,不同於直流電,它的方向是會隨著時間發生改變的,通常交流電(簡稱AC)波形為正弦曲線,我們稱之為正弦式交變電流。交流電可以有效傳輸電力,方便遠距離傳輸,實際上還有應用其他的波形的交流電,例如三角形波、正方形波、鋸齒波等。生活中使用的生活用電就是具有正弦波形的交流電。

一、交變電流的產生

1.線圈繞垂直磁場的軸做勻速圓周運動,在線圈中就產生了交變電流。例如:正方形線圈沿逆時針方向勻速轉動,如圖甲至丁所示。

2.兩個特殊位置的對比

3.交變電流的瞬時值表達式推導

線圈平面從中性面開始轉動,如圖所示,則經過時間t:

6.有效值:讓交變電流和恆定電流分別通過大小相同的電阻,如果在交流的一個周期內它們產生的熱量相等,而這個恆定電流是I、電壓是U,我們就把I、U叫做這個交流的有效值。

這下你明白了吧,我們平時說的生活用電電壓220V指的是有效值,因為是正弦式交流電,所以他的最大值可以達到311V,我們在用電的時候一定要注意安全用電,否則後果不堪設想。

【例題】(交變電流的瞬時值表達式)(多選)如圖所示,一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直於磁場方向的轉軸勻速轉動,轉動過程中線框中產生的感應電動勢的瞬時值為e=0.5sin(20t) V,由該表達式可推知以下哪些物理量()

A.勻強磁場的磁感應強度

B.線框的面積

C.穿過線框的磁通量的最大值

D.線框轉動的角速度

【牛刀小試】如圖所示,甲圖為正弦式交變電流,乙圖正值部分按正弦規律變化,負值部分電流恆定,丙圖為方波式交變電流,三個圖中的I0和周期T相同。三種交變電流的有效值之比為(     )

答案A

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