那些年你缺失的物理課(26)——交流電的平均值和有效值

2021-03-01 悟裡探花

    我們知道，美國大發明家特斯拉推廣了交流電的使用，現在，交流電已經成為了我們生活中不可或缺的一部分。但是在交流電的學習中，有兩個值一直都困擾著學生，一個是平均值，一個是有效值，什麼時候用哪個值進行計算，學生是一頭霧水，做題的時候就和買彩票一樣憑運氣。運用微積分能夠很好地理解它們的差異，但是困於數學能力的不足，暫時還不能用微積分進行解釋，不過，利用圖像，一樣可以取得相同的效果。

    首先，這兩個值都是為了簡化交流電，將不停變化的交流電簡化成恆定不變的電流。對同樣的電流進行簡化為什麼要用兩個不同的值呢？這是根據我們的需要決定的。

    電流隨時間變化，電功率也隨時間變化，因此我們能夠畫出它們隨時間變化的圖像。

    我們從電流時間圖像中選取時間相同的一段，由圖像可知，電流平均值的物理意義是用黑色的面積來代替紅色的面積，即相同時間內流過導體的電荷量相等。

    同理，我們在功率時間圖像中選取時間相同的一段，由圖像可知，電流有效值的物理意義是用黑色的面積代替紅色的面積，即相同時間內電流做的功相等。

    綜上所述，這兩個值都是用的等效替代的思想，但是由於代替的物理量不同，所以它們大小基本也不相等。這就是平均值和有效值的區別，你get到了嗎？

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