交变电流_高中物理

概念

变电流：当导线向左运动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流;当导线向右运动时，电流表指针向另一方向偏转，表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流（alternative current),简称交流（AC) 。

物理特性

大小和方向都随时间作周期性变化而且在一周期内的平均值等于零的电流叫做交变电流，这是明文规定，由此可知：

1.交变电流是一定要有恒定的周期

2.改变方向改变大小的电流只要做周期性变化，且在一周期内的平均值等于0，就是交变电流

3.改变大小而不改变方向的电流一定不是交变电流

物理变化规律

根据法拉第电磁感应定律可以导出,电动势e随时间变化的规律为:

e=Em sin wt (1) e=nBSw×sinwt （n是匝数，B是磁场强度，S是面积，w是角速度）

从中性面开始转动用上述公式,若从中性面的垂直面开始转动则用e=Em Coswt

式中Em是个常数,表示电动势可能达到的最大值,叫做电动势的峰值(peak value),w是发电机线圈转动的角速度.

由于发电机的电动势按照正弦规律变化,所以单个负载为电灯等用电器时,负载两端的电压u,流过的电流i,也按正弦规律变化,即

Em=nBSw

Im=Em/R总=nBSw/(R+r)

u=Um sin wt (2)

i=Im sin wt (3)

式中Um和Im 分别为电压和电流的峰值,而e,u,i则是这几个量的瞬间值.

这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流(sinusoidal current).

正弦式电流是最简单最基本的交变电流.电力系统中应用的大多是正弦式电流.

正弦式电流的有效值 I U 与峰值 Im Um 之间有如下关系

I=Im/(根号2)=0.707Im

U=Um/(根号2)=0.707Um

公式I=Im/根号下2 u=Um/根号下2,还有其他交变电流,上述只是电动势按照正弦规律变化的正弦交变电流

交变电流