有效值:如果交流电和直流电分别通过同一电阻,两者在相同时间内消耗的电能相等,即产生的热量相等时,则此直流电的数值就叫做交流电的有效值。
理论和实验均可证明,正弦交流电压、电流、电动势的有效值与最大值之间的关系为:
从以上的分析可以看出,交流电不同于直流电。它的大小和方向是随时间不断变化的,而且同一电流流过不同类型的负载时,负载上电压会不同,有相位差,并且其计算不同于直流电。我们可以得出正弦量的特征表现在变化的快慢、数值的大小及时间上的先后三个方面,他们分别有频率(或周期)、幅值(或有效值)或初相来确定。所以正弦量的三要素指的就是频率、幅值和初相。
四、归纳
1、 正弦交流电的周期、频率、角频率概念。
描述正弦量变化快慢的量有周期、频率和角频率。
频率、周期、角频率三个量都说明正弦交流电变化快慢的同一物理实质的。
2、瞬时值、最大值、有效值
描述正弦量"大小"的量有瞬时值、最大值、有效值。
理论和实验均可证明,正弦交流电压、电流、电动势的有效值与最大值之间的关系为:
3、 正弦交流电的相位、初相和相位差
描述正弦量在时间轴上"先后"的量有相位、初相和相位差。
举例
例1:某正弦电压的有效值U=220V,初相yu=30°;某正弦电流的有效值I=10A,初相yi=-60°。它们的频率均为50Hz。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式,并画出它们的波形。
电压的最大值为Um= U= ´220=310V
电流的最大值 Im= ´10=14.1A
电压的瞬时值表达式为
电流的瞬时值表达式为
课堂小结:
1、直流电和交流电的区别
2、正弦交流电的三要素。
3、各个要素内部的相互转换。
作业:P64 3-1 、3-3