为什么交流电流的有效电流是70.7%?而不是其他百分比

为什么交流电流的有效电流是70.7%?而不是其他百分比

因为交流电流的大小一直是在随着时间而周期性的变化的。大概是为了照顾大家的习惯的,引入了有效电流这个概念。

在直流电路中,电流所做的功 W = I² * R * t

那么,在交流电路中每一个极微小的时间 dt 内,交流电流 i 所做的功 dW = i² * R * dt。

以截图中的交流曲线为例,在该交流电流的 一个正半周时间内 t (注:周期 T = 2π/ω,所以一个正半周时间为 t=0 → π/ω),累积做的功就是:

W = ∫dW

    = ∫i² * R * dt

    = R * ∫i² * dt

因为 i = Im * sin(ωt),代入上式:

W = R * ∫(Im)² * sin²(ωt) * dt

     = (Im)² * R * ∫sin²(ωt) * dt

     = (Im)² * R/(4ω) * ∫2sin²(ωt) * (2ω * dt)

     = (Im)² * R/(4ω) * ∫[1 - cos(2ωt)] * d(2ωt)

     = (Im)² * R/(4ω) * [∫1 * d(2ωt) - ∫cos(2ωt) * d(2ωt)]

     = (Im)² * R/(4ω) * [(2ωt) - sin(2ωt)]|t=0→π/ω

     = (Im)² * R/(4ω) * [(2π - 0) - sin(2π) + sin0]

     = (Im)² * R/(4ω) * (2π)

     = (Im)² * R * (1/2) * (π/ω)

     = (1/2) * (Im)² * R * t

可见,如果化成标准计算公式,则必须有:

I² = (1/2) * (Im

I = √(1/2) * Im

       = √2/2 * Im

       ≈ 1.414/2 * Im 

       = 0.707 * Im

这就是交流电流有效值为什么等于最大值 0.707 的数学上的来历!

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第1个回答  2021-10-17
这是由正弦函数本身的波形特征决定的。如果是三角波,方波或梯形波,就会不一样。
如果你以后学高数,就可以用高数去证明。而且这不是70.7%而是2分之根号2的关系
第2个回答  2021-10-17
“有效值”的概念是从公式P=I²R出发,对于同样大小的电阻R,分别通以直流电流I和最大值为Im的正弦交流电流,在同样时间、同样发热量的条件下,称I为Im的有效值。
正弦交流电的有效值可以通过高等数学推算出来,结果是I=Im/√2,这里1/√2≈0.7071而0.707=70.7%。这个百分比 是 由 1/√2=√2/2化来的,对于正弦交流电它是唯一的,不能是其他百分比。
第3个回答  2021-10-17
因为这是根据积分求平均值的结果。在每一个微小的时刻,电流的大小可以近似看做不变,把这时交流电流的平方全部累加起来,跟电流大小不变的直流电相比,就得到了怎样的结果。
第4个回答  2021-10-18
这是通述实验得到的。让直流电和交流电分别通过同一个电阻,花相同时间门人产生的热相同,那么直流电流值就是交流电流的有效值。对比后直流电流(交流电的有效值)正好是交流电电流最大值的70.7%既√2/2。