- 物理题交变电流
交变电流(交流电)主要有以下几种:
1. 正弦交流电:电流随时间按照正弦函数的规律作周期性变化,是最常见的交流电形式。
2. 复杂交变电流:包含多种不同频率、振幅的谐波的交变电流。
3. 直流电:电流方向不随时间变化的电流。
4. 脉冲交变电流:电流或电压突然由零增加到最大(或减少到零),然后逐渐减少(或增加)到零,这种脉冲形式的交变电流。
此外,还有傅科电流、交变辐射压强电流等等。这些交变电流在日常生活和工农业生产中都有广泛的应用。
相关例题:
题目:一个电阻R接到一个正弦交变电流的电源上。已知该电源的电压有效值为220V,周期为0.02s,求该电阻的阻值。
解析:
1. 已知交变电流的电压有效值为220V,即最大值Um为:
Um = 220V
2. 根据交流电的有效值概念,交流电的有效值是等于通过相同电阻发热的直流电大小。对于正弦交变电流,有效值与最大值的关系为:
U = 0.5U_{m} = 110V
3. 根据欧姆定律,电阻上的电流有效值I为:
I = \frac{U}{R} = \frac{110}{R}A
4. 已知交流电的周期为0.02s,即电流变化一次所需时间:
t = \frac{1}{f} = \frac{1}{0.02s} = 50Hz
5. 由于电流是交变的,所以电阻上通过的电流在一周期内是变化的。根据有效值的定义,我们可以得到一个周期内通过电阻的平均电流:
\overset{¯}{I} = \frac{I}{2} \times T = \frac{110}{R} \times 0.01s = \frac{11}{R}A
6. 由于电流是交变的,所以电阻上产生的热量也是变化的。在一个周期内产生的热量为:
Q = I^{2}Rt = (\frac{11}{R})^{2}Rt
7. 根据焦耳定律,在一个周期内产生的热量等于电阻消耗的电能,即:
W = Q = UIt = U^{2}t/R
8. 将电压有效值和时间代入上式,得到:
W = (\frac{220^{2}}{R})t = (110^{2})t/R = 1210t
9. 由于一个周期内产生的热量是相等的,所以有:
\frac{W}{T} = \frac{Q}{t} = \frac{Q}{50Hz} = \frac{Q}{T} = \frac{U^{2}}{R}
将以上所有已知量代入,得到:R = 11\Omega
所以,该电阻的阻值为11\Omega。
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