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交流电交流电,alternatingcurrent,英文缩写为AC。交流电也称“交变电流”,简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹,日本等国家为60赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。以正弦交流电应用最为广泛,且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后,化成为正弦交流电的迭加。正弦电流(又称简谐电流),是时间的简谐函数i=Imsin(ωt+φ0)当线圈在磁场中匀速转动时,线圈里就产生大小和方向作周期性改变的交流电。现在使用的交流电,一般是方向和强度每秒改变50次。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中,交流电用符号"~"表示。电流i随时间的变化规律,由此看出:正弦交流电需用频率、峰值和位相三个物理量来描述。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点,因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻,而且有电容元件和电感元件,使用的元件多了,现象和规律就复杂了。[编辑本段]关于交流电的火线和零线】【关于交流电的火线和零线】零线始终和大地是等电位的,因此交流电的火线的一个完整周期就是,如果在0秒时与零线电位相同,火线上对地电压为0;过0.005秒后,火线上对地电压达到最大为高于大地318V;再过0.005秒,火线上对地电压又降为0;再过0.005秒,火线上对地电压又降为最低点,低于大地318V;再过0.005秒,又重新上升到与零线电位相同,火线上对地电压为0。可以看出,交流电虽周期改变电流方向,但零线对地电压始终是相同的,为0。接用电器后零线有电流,电流变化规律与电压相同。[编辑本段]交流电的频率和周期】【交流电的频率和周期】频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量。即交流电每秒钟变化的次数叫频率,用符号f表示。它的单位为周/秒,也称赫兹常用“Hz”表示,简称周或赫。例如市电是50周的交流电,其频率即为f=50周/秒。对较高的频率还可用千周(kC)和兆周(MC)作为频率的单位。交流电正弦波1千周(kC)=10^3周/秒1兆周(MC)=10^3千周(kC)=10^6周/秒例如,我国第一颗人造地球卫星发出的讯号频率是20.009兆周,亦即它发出的是每秒钟变化20.009×10^6次的交变讯号。交流电正弦电流的表示式中i=Asin(ωt+φ)中的ω称为角频率,它也是反映交流电随时间变化的快慢的物理量。角频率和频率的关系为ω=2πf。交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述。交流电变化一次所需要的时间叫周期,用符号T表示。周期的单位是秒。显然,周期和频率互为例数,即由此可见,交流电随时间变化越快,其频率f越高,周期T越短;反之,频率f越低,周期T越长。[编辑本段]交流电流的峰值】【交流电流的峰值】简谐函数(又称简谐量)是时间的周期函数。其简谐电流i=Asin(ωt+φ)中的Im叫做电流的峰值,i为瞬时值。应该指出,峰值和位相是按上式中Im为正值的要求定义的。如对下面形式的函数i=-5sin(ωt+α)不应认为峰值为-5、初相为+α,而应把函数先写成i=5sin(ωt+α+π)从而看出其峰值为5,初位相为α+π。[编辑本段]交流电流的有效值的有效值】【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,[编辑本段]交流电的平均值】【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