一、交流电四值计算
1. 最大值Em=NBSω
(Em:感应电动势最大值;N:匝数;B:磁感应强度;S:线圈面积;ω:角速度)
2. 有效值E=Em/(2^(1/2))
(E:感应电动势有效值)
3. 平均值E=NBSω/2
(E:感应电动势平均值;ω:角速度)
4. 峰值公式I_m=E_m/R
(I_m:感应电流最大值;E_m:感应电动势最大值;R:负载电阻)
5. 有效值公式I=I_m/(2^(1/2))
(I:感应电流有效值)
6. 电流定义式I=q/t
(I:感应电流;q:通过导体横截面的电荷量;t:时间)
二、变压器远输电练习题
1. 有一理想变压器,原、副线圈匝数之比为4:1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,一个副线圈所接电动机内阻为1Ω,现测得电动机中热功率为1.21W,则:
(1)电动机的输出功率多大?
(2)另一副线圈接入10Ω的电阻,则电流的有效值多大?
(3)如将副线圈改接电容为0.04F的电容器,则原线圈中电流的峰值多大?
答案:
(1)设电动机的功率为P,根据能量守恒定律,有:
P_in = P_out + P_heat
其中,P_in为输入功率,P_out为输出功率,P_heat为热功率。
代入数据,得:
P = 220^2/(4×220) – 1.21 = 44W
电动机的输出功率为44W。
(2)设另一副线圈接入10Ω的电阻后,电流的有效值为I,根据欧姆定律,有:
I = E/(4×10)
其中,E为原线圈的电压有效值,代入数据,得:
I = 220/(4×10) = 5.5A
电流的有效值为5.5A。
(3)设将副线圈改接电容为0.04F的电容器后,原线圈中电流的峰值为I_m,根据电容器的充放电原理,有:
I_m = 1/(2πfC)
其中,f为交流电的频率,C为电容。代入数据,得:
I_m = 1/(2π×50×0.04) = 4A
原线圈中电流的峰值为4A。