在科学技术的发展过程中,人们对直流电的认识要早于交流电。在交流电进入实用阶段之前,对直流电的研究已相当全面、深刻。由此自然会想到,如果把一定大小的交流电等效成某一数值的直流电,将给工程计算、分析问题及应用带来很多方便。事实上也正是这样做的,交流电的有效值就是一个与直流电等效的数值。
交流电的有效值是指在单位时间内,如果交流电在电阻上所产生的热量与直流电在同一电阻上所产生的热量相同,这个直流电流(或电压)的数值即为交流电流(或电压)的有效值。通常所讲的220 V(或380 V)市电电压,指的就是其有效值。使用普通万用电表、钳流表测量出来的交流电压、电流值以及各种配电箱(盘)上电压表、电流表上指示的数值,也都是指其有效值。
引入有效值后,直流电的有关规律及许多计算公式,例如上面讲的直流欧姆定律均可应用于交流电。
描述交流电的特性除了有效值外,经常用到的还有最大值和平均值。前者是指交流电在一个周期中电流或电压所达到的最大值,也就是图1-10中90°和270°对应的电压、电流值,交流电的最大值有时称为峰值;后者是指交流电压、电流的正半周或负半周的平均值。
交流电压的最大值、有效值和平均值三者的换算关系如下(交流电流的换算关系和电压相同)
U最大值＝1.414×U有效值＝1.571×U平均值
U有效值＝0.707×U最大值＝1.11×U平均值
U平均值＝0.637×U最大值＝0.9×U有效值
图1-10 感应电流或电压的大小和方向变化