電流頻率

交變電流的周期和頻率都是描述交變電流的物理量。

交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，單位是秒（s）。周期越長(zhǎng)，交變電流變化越慢，在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流的大小和方向都隨時(shí)間變化。

交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲（Hz），頻率越大，交變電流變化越快。

T=1/f,f=1/T,ω=2π/T=2πf

在交流電中i=Imsin（ωt+α）中的（ωt+α）叫做相位（位相角）。它表征函數(shù)在變化過(guò)程中某一時(shí)刻達(dá)到的狀態(tài)。例如，在階段，當(dāng)ωt+α=0時(shí)達(dá)到取零值的階段，等等。α是t=0時(shí)的位相，叫初相。在實(shí)際問(wèn)題中，更重要的是兩個(gè)交流電之間的相位差。圖3－18畫(huà)出了電壓ul和u2的三種不同的相位差。圖3－48a中可看到兩個(gè)電壓隨時(shí)間而變化的步調(diào)是一致的，同時(shí)到達(dá)各自的峰值，又同時(shí)下降為零。故稱(chēng)這兩個(gè)電壓為同位相，也就是說(shuō)它們之間的相位差為零。3－48b中兩個(gè)電壓隨時(shí)間變化的步調(diào)是相反的，u1為正半周時(shí)，u2為負(fù)半周，u1達(dá)到正最大值時(shí)，u2達(dá)到負(fù)的最大值，則這兩個(gè)電壓的位相相反，或者說(shuō)它們之間的位相差為π。圖3－48c中兩個(gè)電壓的變化步調(diào)既不一致也不相反，而是有一個(gè)先后，它們之間的位相差介于0與π之間。從圖3－48c中可以看出u1和u2之間的位相位是π/2?？傊?，兩個(gè)交流電壓或電流之間的相位差是它們之間變化步調(diào)的反映。

在交流電變化的一個(gè)周期內(nèi)，交流電流在電阻R上產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于多大數(shù)值的直流電流在該電阻上所產(chǎn)生的熱量，此直流電流的數(shù)值就是該交流電流的有效值。例如在同一個(gè)電阻上，分別通以交流電i（t）和直流電I，通電時(shí)間相同，如果它們產(chǎn)生的總熱量相等，則說(shuō)這兩個(gè)電流是等效的。交流電的有效值通常用U或（I）來(lái)表示。U表示等效電壓，I表示等效電流。設(shè)一電阻R，通以交流電i，在很短的一段時(shí)間dt內(nèi)，流經(jīng)電阻R的交流電可認(rèn)為是恒定的，因此在這很短的時(shí)間內(nèi)在R上產(chǎn)生的熱量

dW=i^2*R*dt

在一個(gè)周期內(nèi)交流電在電阻上產(chǎn)生的總熱量

而直流電I在同一時(shí)間T內(nèi)在該電阻上產(chǎn)生的熱量

根據(jù)有效值的定義有

所以有效值W=i^2Rt=A^2Rsin^2（ωt+φ）

可見(jiàn)正弦交流電的有效值等于峰值的0.707倍。通常，交流電表都是按有效值來(lái)刻度的。一般不作特別說(shuō)明時(shí)，交流電的大小均是指有效值。例如市電220伏特，就是指其有效值為220伏特，

平均值　　

交流電在半周期內(nèi)，通過(guò)電路中導(dǎo)體橫截面的電量Q和其一直流電在同樣時(shí)間內(nèi)通過(guò)該電路中導(dǎo)體橫截面的電量相等時(shí)，這個(gè)直流電的數(shù)值就稱(chēng)為該交流電在半周期內(nèi)的平均值。

對(duì)正弦交流電流，即i=Imsinωt，則平均值與峰值的關(guān)系為

故，正弦交流電的平均值等于峰值的0.637倍。對(duì)正弦交流電來(lái)說(shuō)在上半周期內(nèi)，一定量的電量以某一方向流經(jīng)導(dǎo)體的橫截面，在下半周期內(nèi)，同樣的電量卻以相反的方向流經(jīng)導(dǎo)體的橫截面。因而在一個(gè)周期內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)體橫截面的總電量等于零，所以在一個(gè)周期內(nèi)正弦交流電的電流平均值等于零。如果直接用磁電式電表來(lái)測(cè)量交流電流，將發(fā)現(xiàn)電表指針并不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榻涣麟娏饕粫?huì)兒正，一會(huì)兒為負(fù)，磁電式電表的指針無(wú)法適應(yīng)。

即半波整流后交流電的平均值和最大值的關(guān)系為：E平均=0.637Em

而交流電的有效值和最大值的關(guān)系為即正弦交流電經(jīng)半波整流后的平均值只有有效值的0.45倍。