探究正弦交流电有效值与最大值的关系

交变电流的最大值Im和Um是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值.交变电流的有效值I和U是根据电流的热效应定义的,即让交流与直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,这一直流的数值叫做这一交流的有效值.对于某一确定的交流电,其有效值与最大值间     

两方法让学生理解交流电最大值和有效值的关系

在学习正弦交流电的有效值的概念时,我们很多时候会强调交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的,即让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,我们就把恒定电流的电流（电压）叫做这个交流电的电流（电压）有效值。而在具体举例时,我们往往还会让学生知道正弦交流的最大值是有效值的2倍。但为什么是2倍呢？     

用示波器测：定交流电最大值与有效值的关系

中学物理实验中,让交流电和直流电分别通过同一个灯泡,如果两次灯泡发光的亮度相同,说明灯泡在相同的时间内产生的热量相同,则直流电的数值就是交流电的有效值.用示波器测出灯泡两端的交流电压的最大值和直流电压值,并计算出它们的比值,从而确定交流电最大值与有效值的关系.     

初中焦耳定律教学的重要补充实验

大家知道,使用任何用电器,其发热量只取决于其电流、电阻和通电时间,这就是焦耳定律.在提倡"探究性教学"的今天,初中焦耳定律的教学,通常在"引入新课实验"之后,教师引导学生猜想电流通过用电器产生的热量与哪些因素有关.学生根据已有的知识一般会猜想并提出:与电流、电压、电阻和通电时间有关.如何从上述4个因素引导学生归纳出:电流通过用电器产生的热量只与电流、电阻和通电时间有关,而不考虑电压这个因素呢.     

对无功功率物理意义的讨论

有功功率和无功功率是电工理论中非常重要的基本概念,有功功率物理意义明确,是瞬时功率在一个周期内的平均值,而无功功率概念模糊,正弦稳态电路中,一端口网络无功功率的值为端口电压有效值与电流有效值及电压与电流相位差的正弦函数三者的乘积,即Q=UIsinφ,有的教材将无功功率解释为网络内部与外部电源能量交换的最大规模,本文通过纯电阻、纯电感和纯电容电路,以及对RL与C并联电路的分析,证实对无功功率的这种解释是有歧义的.     

考虑电感特性的扬声器线性参数辨识

当扬声器单元在其有效频率范围内所体现出的电感特性不可忽略时,采用纯电阻模型进行线性参数辨识得到的直流电阻辨识结果会与测量值产生较大偏差。根据对单元电感特性的讨论,建立了考虑等效电感的离散时间系统模型,推导了基于IIR自适应滤波器实现对直流电阻和等效电感辨识的迭代公式,并通过实验给出了与采用纯电阻模型进行参数辨识的结果对比,结果对比表明考虑电感的模型可以更为有效和稳定地实现对扬声器单元直流电阻的实时辨识。     

数字实验平台在物理探究课中的应用——焦耳定律探究实例

采用自制加热装置,借助温度传感器,定性地研究焦耳定律,证明了电阻的阻值越大,电流越大,加热时间越长,电阻产生的热量越多.实验容易操作,原理简明科学.     

用半波整流万用表测量非正弦波电压的平均值

万用表交流档是属于整流系表,表的偏转角正比于被测量某一量的平均值。无论半波整流或全波整流的表,表面刻度皆为被测量的有效值,所以读取的数值是有效值。欲得平均值,须将读数除以1.11倍。即平均值=(读数(有效值))/1.11。在测正、负两半周波形对称的电压时,不因全波整流或半波整流而有不同读数。     

基于大型超导测试平台的移能电阻系统设计

大型超导测试平台用于测试大型超导磁性负载的性能。测试过程中,当超导磁性负载失去超导性能时,大量能量积聚于负载内部从而造成难以恢复的损害,因此需要立刻通过失超保护系统将存储于超导磁性负载内部的能量转移出并进行有效的释放。在失超保护系统中移能电阻系统用于所转移能量的承载,并通过热量排散的形式进行能量释放。针对大型超导测试平台中待测试超导磁性负载参数,设计的移能电阻系统可以根据待释放能量总量、能量转移时间以及系统电气参数等需求,通过改变电阻系统内部的连接结构从而调节移能电阻系统的能量转移过程。通过对移能电阻系统的矩阵模块化设计以及单移能电阻模块结构设计进行分析,针对每个移能电阻模块的抗电磁应力、杂散电感、结构支撑等设计进行有限元仿真分析,从而验证移能电阻系统设计的可行性。     

一种减小改装电表实验误差的有效方法

在电表改装实验中,由于电阻计算值与标称值不一致,从而引起实验结果存在一定的误差。本文所介绍的方法能有效减小该因素产生的实验误差。     

浅谈交流电压的真有效值测量

一、引言交流电压的测量方法,按测量对象区分主要有:平均值、峰值和有效值三种。其中有效值是最为常见的量值。过去由于人们的认识及科技水平所限,开展的几乎全部都是平均值的测量,即使有所谓的有效值测量也是“虚假”的,它先对简谐正弦波的平均值进行测量,而后将测得的结果乘以有效值和平均值的比例系数,以其作为有效值来处理(如万用表测交流电压,属此类型)。这种     

非线性工作状态压电换能器匹配技术

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模型的最优功率匹配方法,推导了匹配电感电容的计算公式。最后实验验证了数学模型的准确性,且当换能器输入功率在最优功率附近时,匹配网络电能传输效率最高。     

研究冷却规律实验的新方法

通常将对流分为自然对流和强迫对流．在自然对流时，发热体周围流体介质的流动，主要是因为在各处温度不同情况下密度不同而引起的；在强迫对流时，热体周围介质主要凭借外加气泵成风扇的作用来维持流动．在稳态时，热体因对流而散失的热量可由下式来表示其中散热率兰表示热体在单位时间内所散失的热量，人为周围流体的温度，在空气中就是室温．E是与热体的表面积、表面状态、周围空气的状态和性质等有关的系数．m值在自然对流时为m=5／4=1.25．本文介绍一种新的实验方法，在稳态时，通过直接测量散热率，来确定m值和E值．下图为实验装置图…     

沸腾燃烧锅炉内单根水平埋管的传热模型与试验

本文介绍在不同运行工况下测得的水冷埋管壁温随时间的变化曲线,按统计方法整理出粒子群的贴壁时间和气泡的贴壁时间份额,并整理成准则公式。由贴壁粒子群对埋管传递热量的能量方程式,用差分法求得其数值解,并与实验值比较,两者是接近的。说明本文所介绍的传热模型在一定程度上反映了沸腾燃烧锅炉内埋管传热过程。     

市电参数测量仪的设计

为了实现市电质量监测并降低测量成本,以STC12C5A60S2微处理器为控制核心,利用电压有效值转换芯片等器件,设计了一款市电参数测量仪,对频率、电压有效值及失真度进行测量;基于测周法实现50 Hz频率的测量,通过一块电压有效值转换芯片测量总电压有效值与谐波电压有效值,实现市电电压的测量,并通过计算获得失真度值;实验结果表明,该测量仪测量精度较高,频率测量误差小于0.1%,电压有效值测量误差控制在1%以内,失真度测量误差小于5%;该测量仪结构简单、性能稳定,可应用于电能质量监测系统。     

对焦耳定律演示实验的改进

九年义务教育三年制初级中学试用课本第二册有“焦耳定律”演示实验，我们在教学时采取如下办法对实验进行改进．把甲、乙两段电阻值不等的电阻丝串联到电路里去（如图1），再在螺旋状的电阻丝中放置火柴头大小已用滤纸吸去表面上水的白磷，接通电路，在很短的时间内就可以看到电阻值大的那根电阻丝上的白磷首先产生白烟开始燃烧．即可说明当电流大小和通电时间相同时，电阻大的导体产生的热量多．再用同样的方法把两段电阻值相同的电阻丝乙和丙中放置同样大小已用滤纸吸去表面上水的白磷（如图2），同时闭合开关，在很短的时间内就可以看到…     

电流的热效应

电流通过导体时所生之热量Q与电流强度I,异体的电阻R和通电时間t之間的关系,用焦耳——楞次定律来表示即: Q=0.24I~2Rt (1) 从(1)式可知在电流强度I相同(如串联的两根电阻线)的情况下,导体生之热与本身的电阻成正比。设R_1与R_2表示两根电阻不同的导线的电阻,当它們串联(图1)时在相同时間內生之热量分別为:     

气轨上的电磁感应实验

我们参考文献设计了气轨上的电磁感应实验。载有线圈的滑块系统在固定磁场中运动,用它的能量转换来验证电磁感应定律。载有线圈的滑块进出磁场区域时,线圈的磁通发生变化,线圈内将产生感生电动势。若在线圈的两端接入一个电阻r,构成闭合回路就产生感生电流。因而在电阻r两端就有电压降U。载有线圈的滑块在磁场区域内的位置和速度的变化,都直接影响线圈中磁通的变化,从而U值的大小和方向也将相应变化。闭合线圈中磁通的变化所产生的感生电     

高温超导长带材临界电流测试的带材保护

在高温超导长带材临界电流测试中,超导带材常因测试电流及接触电阻所产生的高温而损坏。通过实验及计算,得到测试中超导带材所能承受的最大损耗功率Pc,以及测试电路所允许的最大接触电阻Rcon。并根据最大损耗功率Pc及最大允许接触电阻Rcon,提出了一种有效的带材保护方案。具体保护方案、实验数据及计算结果均展示于论文中。     

对焦耳定律实验装置的一种改进

在初中物理的电学演示实验中，研究焦耳定律的实验是很重要的一个．教材中该实验有一缺点，实验过程时间太长——整个实验需30分钟左右；实验现象也不很明显，实验过程中煤油柱的上升非常缓慢，学生觉得索然无味，不能感受到实验带来的乐趣；实验也很难得出电流流过导体产生的热量跟电流、电阻、时间的关系．