在电工技术当中,交流与直流各自一派,但又相互联系,交流中的问题,往往选择放在直流电路中分析,这应该算是电工技术当中的黄金定律。
比如欧姆定律,放在直流电路中适用,放在交流电路中同样适用。再比如交流电中的有效值就是用直流电来定义的,其依据就是电流的热效应,毕竟,电流在电阻元件中发热,这是公认的事实。
让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻,在相同时间内(2π)产生的热量相等,那么就把这一直流电的数值叫做交流电的有效值。可见,交流电的有效值是用直流电来反映的。
最常见和最常用的交流电就是正弦交流电了,随时间成正弦规律变化,若没有特殊说明,平日里所说的交流,就是正弦交流电了。
而直流电在这段时间内做功为:
因为交流直流做功相等,即:
交流电有效值等于交流电最大值的1/√2倍,这是最愿看到的结果,因为由它将交流与直流交织在了一起。推导过程没有多大意义,就像定理一般,拿出来用才是最靠谱的。220V是交流电的有效值,那么交流电的最大值就为√2*220=311V了。
对于交流,除了最大值与有效值,还有一个平均值,用的也比较多,而且与有效值容易发生“误撞”。在一个周期内,数学上的平均值是0(正负半轴对称),但电工技术上,关心的是量值(绝对值),所以,对于交流电的平均值指的是交流电绝对值在一个周期内的平均值。如此,得把负半轴给翻上去!
交流电平均值与有效值之间的关系是Uavg=0.9Ur,有效值又与最大值成均方根关系,所以,Uavg=0.9Ur≈0.637UM(最大值)。
直流电又分恒定直流和脉动直流,恒定直流的大小和方向不随时间改变,水平的一条直线,而脉动直流,大小随时间改变,但方向不随时间变化,也就是说,任何瞬间,它都跳不到负半轴。
对于恒定直流,无所谓有效值和最大值。直流电的发展和壮大得益于爱迪生,在当时,恐怕谁也看不出他在直流领域中的强大“野心”。他的发明都是为资本服务的,所以,爱迪生不仅仅是一只灯泡。
爱迪生与特斯拉属于同一时代的两位科技大咖,他俩还有一层特别的关系,爱迪生是特斯拉的老板,而特斯拉仅算做一个小小的雇员,但爱迪生是资本的产物,而特斯拉则是为技术而生的,他认为日后一定是交流电的天下。也因此,两人也分道扬镳,各自为战。有兴趣的朋友可以追追两人的命运与纠葛。
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