例析交变电流的“四值”

　　在教学实践中发现，许多同学对何时应用交流电的最大值，何时应用瞬时值、有效值和平均值，模糊不清，以致在平时的练习和考试中屡屡出错，下面我们就对这四个概念举例辨析。
　　一、在考虑电容器的耐压值时，应该用最大值
　　例1 把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容器不被击穿，电容器C的耐压值应是多少？
　　解析：不少学生往往把电容器与灯泡类比，额定电压220V的灯泡接在220V的交流电源上正常发光，从而错误地认为电容器上耐压值也只要不低于220V即可；事实上，电容器接在交流电路中，一直不断地进行充、放电过程，电容器极间最大电压可达220 V，故电容器C的耐压值应不低于220 V。
　　二、求线圈某时刻受的磁力矩时，应该用瞬时值
　　例２ 如图１所示，矩形线圈abcd面积为S，共N匝，总电阻为R，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中心轴oo'以角速度ω匀速转动，求线圈从图示位置转过60ｏ 角时受到的磁力矩。
　　解析：瞬时感应电动势е=Emsin30ｏ＝ NBSω，感应电流的瞬时值i==， 所以磁力矩M=NBSicos60ｏ = 。
　　三、求交流电产生的热量和电功率以及确定保险丝熔断电流时，应该用交流电的有效值
　　例３ 如图2，图甲为电热毯的电路图，电热丝接在U=311sin100πt伏的电源上，电热毯热到一定温度后，通过装置P 使输入电压变为图乙所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是。
　　解析：如图乙，加电压时，电热丝在一个周期T=2×10－２ｓ内产生的热量Ｑ交＝(Uｍ/ )２/Ｒ• T/２；
　　若给电热丝加直流电压U，则T时间内产生的热量Ｑ直=U２/Ｒ• T；
　　由Ｑ交=Ｑ直，得U=156伏，故电压表的读数为156伏。
　　四、求通过导体的电量时，应该用交流电的平均值
　　例４ 接例2，求线圈由图示位置转过60ｏ角的过程中，通过线圈某一横截面的电量。
　　解析： Ｅ=N，△?准=?准2-?准1=BS•sin60ｏ=BS，又因为I=，q=I△T，∴q=N=。
　　（迁安市第二中学）