专题38 交流电有效值计算
1.交变电流有效值的规定:交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R,在相等时间内产生的焦耳热分别为Q交、Q直,若Q交=Q直,则交变电流的有效值I=I直(直流有效值也可以这样算)。
2.对有效值的理解:
(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值;
(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值;
(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值;
(4)没有特别加以说明的,是指有效值;
(5)“交流的最大值是有效值的倍”仅用于正弦式电流。正弦式交流电的有效值:I=,U=,E=。
3.求交变电流有效值的方法
(1)公式法:利用E=,U=,I=计算,只适用于正余弦式交流电。
【题1】电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω。合上开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则
A.通过R1的电流有效值是1.2 A
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流有效值是1.2 A
D.R2两端的电压最大值是6 V
【答案】B
【题2】如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R为9 Ω,
匀强磁场的磁感应强度为B= T,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?
(4)从中性面开始计时,经 s通过电阻R的电荷量为多少?
【答案】(1)e=50sin(10πt)V (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4) C
(2)当t= s时e=50 sin(10π×)=43.3 V。
(3)电动势的有效值为E== V=35.4 V,
电流表示数I== A=3.54 A,
电压表示数U=IR=3.54×9 V=31.86 V。
(4) s内线圈转过的角度θ=ωt=×2π×=。
该过程中,ΔΦ=BS-BScosθ=BS,
由=,=,=,
得q=== C= C。