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1、第13點 把握“等效”緊扣“三同”求交流電的有效值
有效值是交流電中最重要的物理量,必須會求解,特別是正弦交流電的有效值,應記住公式.
1.求交變電流有效值的方法有:
(1)利用I=、U=、E=計算,只適用于正(余)弦式交流電.
(2)非正弦式交流電有效值的求解應根據(jù)電流的熱效應進行計算,其中,交變電流的有效值是根據(jù)電流通過電阻時產(chǎn)生的熱效應定義的,即讓交變電流和直流電流通過相同的電阻,在相同的時間里若產(chǎn)生的熱量相同,則交變電流(電壓)的有效值就等于這個直流電流(電壓)的值,即求解交變電流有效值問題必須在相同電阻、相同時間、相同熱量的“三同”原則下求解.
2.應用有效值要注意以
2、下幾點:
(1)各種使用交流電的用電器上所標的額定電壓、額定電流均指有效值.
(2)交流電壓表和交流電流表所測的數(shù)值為交流電壓和電流的有效值.
(3)在進行電功、電熱、電功率的計算時,所代入的交流電壓和電流的數(shù)值為有效值.
(4)凡沒有特別說明的,指的都是有效值.通常所說的照明電路電壓是220 V就是指的電壓的有效值.
對點例題 如圖1所示是一交變電壓隨時間變化的圖象,求此交變電壓的有效值.
圖1
解題指導 設非正弦交變電壓的有效值為U′,直流電的電壓為U,讓非正弦交變電壓和直流電壓分別加在同一電阻(設阻值為R)的兩端,在一個周期(T=0.4 s)內,非正弦交變電壓產(chǎn)生的
3、熱量:Q′=t1+t2+t3+t4
=×0.1+×0.1+×0.1+×0.1=
在這一個周期內,直流電壓產(chǎn)生的熱量
Q=T=
由Q=Q′,得=,
所以U= V,U′=U= V
答案 V
1.如圖2表示一交變電流隨時間變化的圖象.其中,從t=0開始的每個時間內的圖象均為半個周期的正弦曲線.求此交變電流的有效值是多少?
圖2
答案 A
解析 此題所給交變電流雖然正負半周的最大值不同,但在任意一個周期內,前半周期和后半周期的有效值是可以求的,分別為I1= A,I2= A
設所求交變電流的有效值為I,根據(jù)有效值的定義,選擇一個周期的時間,利用在相同時間內通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等,由焦耳定律得I2RT=IR+IR,即I2=2×+2×,解得I= A.
2.如圖3甲所示,為一種調光臺燈電路示意圖,它通過雙向可控硅電子器件實現(xiàn)了調節(jié)亮度.給該臺燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示,則此時交流電壓表的示數(shù)為 ( )
圖3
A.220 V B.110 V C. V D. V
答案 B
解析 本題考查電壓的有效值的計算.設該電壓的有效值為U,根據(jù)有效值定義有·=T,解得U=110 V,則B項正確.