交流电有效值的计算(微课课件)(1)
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交流电有效值计算方法1•如何计算几种典型交变电流的有效值?答:交流电的有效值是根据电流的热效应规定的•让交变电流和直流电通过同样的电阻,如果它们在同一时间内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值解析:通常求交变电流的有效值的类型有如下几种:(1)正弦式交流电的有效值此类交流电满足公式e=E m Sin w t,i =I m sin w t对于其他类型的交流电要求其有效值,应紧紧把握有效值的概念流电有效值的求法(2)正弦半波交流电的有效值若将右图所示的交流电加在电阻2 1电时的1/2,即卩U半2T/R=—(2U m 1而U全=—=,因而得U半=一U m,412(3)正弦单向脉动电流有效值因为电流热效应与电流方向无关,电阻时所产生的热效应完全相同,即它的电压有效值为E=E2,电流有效值•下面介绍几种典型交R上,那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流U全2TR1同理得I半=—I m.2所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入七,m、222 于直流电产生热量的—,这里t是一个周期内脉动时间.由I矩2RT= ( — ) I m2RT或()T T RT=T(牛)「得1矩=:T Im,U矩=4.当T=1/2时,1:2im,U矩、2Um.(5)非对称性交流电有效值假设让一直流电压U和如图所示的交流电压分别加在冋一电阻上,交变电流在一个周期内产生的热量为Q1=2 2U1 T U2 T ..................... . .............. ..,直流电在相等时间内产生的热量R 2 R 22•—电压U o=1O V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同,则该交流电的有效值为多少?解:根据t时间内直流电压U o在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2上产生的热量相同,则3•在图示电路中,已知交流电源电压u=200si n10n t V,电阻R=10 Q ,则电流表和电压表读数分别为A.14.1 A,200 VC.2 A,200 V分析:在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值,所以电压表示数为200V=141 V,电流值i=U= :00R 衬2汉10 A=14.1 A.U2T,根据它们的热量相等有+U 2 ),同理有I = £(I 1I22).2 2知=胡「所以U哼=5 2 VB.14.1 A,141 VD.2 A,141 V答案:B2。
1202交流电的有效值
有效值是从能量的角度来衡量交流电的。
交流电的有效值,等于在相同电阻上获得相同功耗(发热)的直流电流/电压。
对正弦波来说,有效值与峰值的关系是:有效值=峰值×0.5√2=0.707峰值
一般的交流电压表、电流表,都是按有效值来刻度的,即测量到的就是正弦波的有效值。
交流电在一个周期内的平均值为零。
而技术上应用的交流电的平均值是指在一个周期内交流电的绝对值的平均值,也等于交流电在正半个周期内的平均值。
对正弦交流电,平均值=2×峰值/π=0.637峰值。
对于正弦波来说,平均值与峰值也有固定的关系,只要将有效值的刻度换成平均值就行了。
均方根值:最原始的是针对正弦波推导出来的,但实际上对所有的波形都适用。
电路上的计算基本过程是先平方再平均(积分)最后开方。
均方根值是从有效值的定义里推导出来的计算方法,因此,两者等效。
对一个直流电压,用交流电压表来测量,要么是读数为0,因为交流电压表里通常用的是半波整流电路,此直流电压不能通过半波整流电路;要么读数比直流电压高,此时直流电压就是交流电压表的“峰值”。
一个交流电压,用交流电压表测量就是有效值;用直流电压表测量,表针将指在0V处,仔细看有抖动(50Hz以下能看到)。
正弦交流电有效值的计算
交流电的有效值是用它的热效应规定的,因此我们要设法求出正弦交流电的热效应.正弦交流电电压的瞬时值
t U u m ⋅⋅=ωsin
如果把这加在负载电阻R 上,它的瞬时电功率
t R U R u P m ⋅⋅==ω222sin 2
2cos 12t R U m ⋅⋅-⋅ω
其图像如图6所示.根据前面讲的积分的概念,p~t 图线和t 轴之间所包围的面积就是功(图中打斜条的部分).
不难看出,图中有斜条打△的部分和无斜条打△的部分面积是相同的,因此打斜条部分
的面积就是R U p m 2/2=线和t 轴之间的面积.设正弦交流电电压的有效值是U ,根据有效
值的定义:
R
U R U m 222= 可得:
2m U U =。