【交流电流的有效值】
在交流电变化的一个周期内,交流电流在电阻R上产生的热量相当于多大数值的直流电流在该电阻上所产生的热量,此直流电流的数值就是该交流电流的有效值。例如在同样两个电阻内,分别通以交流电i(t)和直流电I,通电时间相同,如果它们产生的总热量相等,则说这两个电流是等效的。交流电的有效值通常用U或(I)来表示。U表示等效电压,I表示等效电流。设一电阻R,通以交流电i,在很短的一段时间dt内,流经电阻R的交流电可认为是恒定的,因此在这很短的时间内在R上产生的热量
dW=i2Rdt
在一个周期内交流电在电阻上产生的总热量
而直流电I在同一时间T内在该电阻上产生的热量
W=i^2Rt=A^2Rsin^2(ωt+φ)
根据有效值的定义有
所以有效值
根据上式,有时也把有效值称为“平均根值”。对正弦交流电,有i=Imsinωt,故
而其中
可见正弦交流电的有效值等于峰值的0.707倍。通常,交流电表都是按有效值来刻度的。一般不作特别说明时,交流电的大小均是指有效值。例如市电220伏特,就是指其有效值为220伏特,
【交流电的平均值】
交流电在半周期内,通过电路中导体横截面的电量Q和其一直流电在同样时间内通过该电路中导体横截面的电量相等时,这个直流电的数值就称为该交流电在半周期内的平均值。
对正弦交流电流,即i=Imsinωt,则平均值与峰值的关系为
故,正弦交流电的平均值等于峰值的0.637倍。对正弦交流电来说在上半周期内,一定量的电量以某一方向流经导体的横截面,在下半周期内,同样的电量却以相反的方向流经导体的横截面。因而在一个周期内,流经导体横截面的总电量等于零,所以在一个周期内正弦交流电的电流平均值等于零。如果直接用磁电式电表来测量交流电流,将发现电表指针并不发生偏转。这是因为交流电流一会儿正,一会儿为负,磁电式电表的指针无法适应。
即半波整流后交流电的平均值和最大值的关系为
而交流电的有效值和最大值的关系为
所以
即正弦交流电经半波整流后的平均值只有有效值的0.45倍。
(1)能与交流电在相同时间内产生相同热量的直流电的电压为交流电的有效值。
交流电能达到的最大电压为电压峰值。
电压有效值=电压峰值/根号2
(2)交流电压的平均值是指电压高低值的平均数大小。