如何理解交变电流的四值

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所属分类:高二物理

表征高二物理交变电流电动势有四个值:平均值、瞬时值、最大值和有效值。如何理解这四个值?不少同学初学易混淆!下面无忧物理学习网就做个简要分析共大家参考。

交变电流四值区别

1、平均值

平均值,即E=NØ/t,表明电路中的感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

式中△Ø称为磁通量变化量,而△Ø//t称为磁通量变化率。感应电动势的平均值与磁通量变化量没有关系,但与磁通量的变化率成正比。

该公式有三种变形:

如何理解交变电流的四值

关于这三种变化形式的理解,请参考这篇文章:《如何理解感应电动势大小》。

2、最大值

交变电流存在最大值,线圈在中性面处置时电动势为0,而处于中性面的垂面是,电动势最大。最大值为Em=NBSω。

交变电流的最大值只由NBSω四个量共同决定,而与线圈的转轴没有关系,与线圈的形状也没有关系。如下图所示,只要这四个物理量一样,交变电流的最大值肯定相同。

如何理解交变电流的四值

3、瞬时值

交变电流的瞬时值,反映线圈在不同时刻电动势的数值。通过证明可得到它的表达式

E=NBS ωsin ωt=Emsin ωt=Emsin ωt

式中ωt表示的线圈转过的角度。

注意式中,该表达式有个前提,就是线圈从中性面开始计时。若线圈从中性面的垂面计时,瞬时值的表达式为:

E=NBS ωcos ωt=Emsin ωt=Emcosωt

所以,瞬时值与开始计时的位置与线圈转动的时间有关系。

4、有效值

关于交变电流的有效值,请参考这篇文章:《如何计算交变电流的有效值》。

四值适用情况

1、平均值:

高中物理里涉及到交变电流的平均值使用,最常见的是求电流横截面电量。即:q=It,式中I必须是平均电流。

2、有效值:

交变电流的有效值适用很广,常见包括:

(1)电压表、电流表、功率表都是求有效值;

(2)保险丝熔断电压和电流也是求有效值;

(3)电阻的热量或功率也是用有效值表示;

(4)用电器铭牌上的电压或电流都表示有效值;

3、最大值

常见的是用电器的耐压值,如电容器的耐压值就表示最大值。

4、瞬时值

求线圈某个时刻对应的电流、电压或安培力时,对应的是瞬时值。

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