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因为电压是电势差,那么为什么家用电是 +220V,而不是 -220V? 第1页

  

user avatar   patrick-zhang-3 网友的相关建议: 
      

题主是初中生无疑。

记得我某次回答某个帖子后,一位自称是中学物理学霸的评论者回复说,家用电就是正负220V电压,把我一时也给惊住,竟不知该如何作答。真不知道老师是如何授课的!!!

我们看下图:

从图1的上图中我们看到,直流电的电压波形是稳定的,方向不会改变。

从图1的下图中我们看到,交流电的电压波形是会周期性改变方向的,时而为正,时而为负。

再看下图:

图2中,交流电正半周的峰值为Um,它的值为 。

这里的220V是交流电电压的有效值。

图2中,交流电负半周的峰值为-Um,它的值为: ,与正半波正好对称。

那么什么叫做交流电的有效值?我们看下图:

图3中我们在密闭的盒子中放一只电阻,用于发热,并放上一支温度计来测量温度。

首先,我们把开关K拨到交流电源E2侧,电阻通电后开始升温,我们记下升温的时间和最终温度值。

接着我们把交流电源断电,让盒子里的温度降到环境温度。然后,我们把开关K拨到直流电源侧,盒子里的电阻开始通电升温。当升温时间和最终温度与先前测量交流电源时一致时,我们断电。

由于两次的升温时间和温度最高值是一样的,其实就是盒子里的热量Q是一致的,则我们定义:

直流电源的路端电压U1就是交流电源路端电压U2的有效值。所以,交流电的有效值一定是与发热关联的。

以下我按中学生能够接受和理解的方式来推导交流电的有效值:

我们设Pac为交流电路传递的功率,于是有:

因为:

因此有:

我们知道,即使波形的频率增加了一倍,但余弦波的平均值等于零。也因此,交流电源传递的平均功率只剩下上式等号右边的第一项。我们用直流电源传递的功率Pdc来等效交流电源传递的平均功率Pav(ac),有:

或者: ,由此推得:

这个式子说明:正弦电流或者正弦电压的等效直流量的值为其峰值的 或者0.707倍。

注意:直流电的平均值不等于零,而交流电的平均值等于零。

由此可见,题主在主题中把220V交流电压的有效值认定是+220V,是何等的错误,完全是基本概念不清。

题主考试会不及格哦!!!要是我来评分,我会给题主0分!!!




  

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