交流电平均值、瞬时值、最大值、有效值的区别.doc

交流电平均值、瞬时值、最大值、有效值的区别
高中分校 林永德
在交流电教学中，历届学生对交流电的瞬时值、最大值、有效值、平均值的理解容易出错，有的乱用方式，有的忽视条件，如果在教学中注意以下两个方面，可以有效地防止学生所出的错误。
1．以交流发电模式为主体，揭示概念的实值。
① 发电模式：
N匝线圈，其面积为S，总电阻为r，在一匀强磁场中（磁感应强度为B），绕垂直于B的轴，以角速度ω匀速转动；即构成交流电源；交流电源通过滑环和电刷引到外电路，即构成交流全电路。
② 概念的理解：
A、最大值，当线圈平面与磁场平行时，出现最大值。最大电动势Em=NBωS
最大电流Im=，R两端的最大电压Um=Im·R。
B、瞬时值:交流全路中，其电动势、电流、电压、均随时间发生周期性变化，如从中性面开始计时，其瞬时值分别为：
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
C、有效值：对于正弦（或余弦）交流电，有效值= 。
即 E= I= U=
D、 平均值： 对于某一段时间或某一过程，其平均感应电动势：
==
2、学生容易出现的错误：
（1）有效值的理解：
有效值= ，学生容易把条件“正弦或余弦”交流电忽视，对于非正弦或余弦交流电，学生很难建立起电流热效应方程，以求解有效值。
如：求以下交流电的有效值。

U(v)
t(s)
5
-3
0.1
0.2
0.3

学生容易出现以下几种答案： a : U=, b : U= c: U=
正确的解法： 建立电流热效应方程：
即： U= （V）
（2）平均值的理解：
如：交流发电模式中，从中性面开始，转过，求此过程的平均电动势。
学生容易出现以下错误，把平均电动势理解为电动势的平均值，即=
正确的解法： =N
（3）求解功率或电热
用交流电源给外电路供电，在求解功率或电热问题的时候，学生很容易把平均值与有效值混淆。
如：交流发电模式中，从中性面开始转过，求此过程中R产生的热量和电源的总功率。
学生容易出现的错误为：P= （）
Q=……
正确的解法： P=IE=  （ Em=NBωS）

Q=……
(4)求解通过线圈横截面的电量：
在交流发电模式中，从中性面开始计时，转过，求此过程通过电阻R的电量：
学生容易出现以下错误，q=I
正确的解法是：

总之，在交流电的教学中，如果从概念的实值让学生领悟它们的区别，从学生容易出现的错误突破概念的运用，就能有效地让学生理解概念，明确其本质。