正弦交流電是隨時(shí)間按照正弦函數(shù)規(guī)律變化的電壓和電流。由于交流電的大小和方向都是隨時(shí)間不斷變化的,也就是說(shuō),每一瞬間電壓(電動(dòng)勢(shì))和電流的數(shù)值都不相同,所以在分析和計(jì)算交流電路時(shí),必須標(biāo)明它的正方向。大小和方向隨時(shí)間作有規(guī)律變化的電壓和電流稱為交流電,又稱交變電流。正弦交流電在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,它在生產(chǎn)、輸送和應(yīng)用上比起直流電來(lái)有不少優(yōu)點(diǎn),而且正弦交流電變化平滑且不易產(chǎn)生高次諧波,這有利于保護(hù)電器設(shè)備的絕緣性能和減少電器設(shè)備運(yùn)行中的能量損耗。
在了解正弦交流電的瞬時(shí)值、最大值和有效值之前我們先來(lái)看看前一節(jié)課中的正弦交流電電動(dòng)勢(shì)波形圖,如下右圖所示。這個(gè)波形圖還可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示為:
公式中:Em表示為最大值、ω為電角度、e為瞬時(shí)值、t表示時(shí)間。
由上述公式可見(jiàn),交流電的大小是隨著時(shí)間變化而變化的,瞬時(shí)值(某一瞬間)的大小在零和正負(fù)峰值之間變化,最大值也僅是一瞬間數(shù)值,不能反映交流電的做工能力。
于是便引入有效值的概念,其定義為:
如果交流電和直流電分別通過(guò)同一電阻,兩者在相同的時(shí)間內(nèi)所消耗的電能相等(或所產(chǎn)生的焦耳熱相同),則此直流電的數(shù)值就叫做交流電有效值的數(shù)值。
正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的有效值分別以E、U、I表示。通常所說(shuō)的交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的大小均值它的有效值。交流電電氣設(shè)備上標(biāo)的額定值以及交流電儀表所指示的數(shù)值也均為有效值。
理論和實(shí)驗(yàn)均已表面、正弦交流電的有效值與最大值之間的關(guān)系為:
其他正弦量(電壓、電流等)也可以寫(xiě)出文中開(kāi)頭第一個(gè)表達(dá)式的形式:
電壓、電流也都有瞬時(shí)值、最大值、有效值。一般瞬時(shí)值用小寫(xiě)字母(如u、i等)表示,最大值用大寫(xiě)字母附有下標(biāo)m字母表示(如Um、Im)。有效值用大寫(xiě)字母(U、I)表示。最大值與有效值的關(guān)系為:
評(píng)論
查看更多