
【電】 alternating e.m.f.
【電】 alternation
【化】 electric potential
【醫】 potential
交變電勢(Alternating Electromotive Force)是電磁學與電工學中的核心概念,指大小和方向隨時間作周期性變化的電動勢(EMF)。其詳細解釋如下:
基本定義
交變電勢是電路中産生交變電流的驅動力,其數值和極性隨時間呈規律性交替變化。區别于直流電勢的恒定方向,交變電勢的方向以固定頻率反複反轉(如家用交流電每秒反轉100次)。
數學描述
标準正弦交變電勢的瞬時值表達式為:
$$
e(t) = E_m sin(omega t + phi)
$$
其中:
該公式源于電磁感應定律,描述線圈在磁場中旋轉時切割磁感線的物理過程。
方向與幅值變化
電勢極性周期性切換(如正半周→負半周),幅值按正弦規律連續變化。這一特性使交變電流可通過變壓器實現高效電壓變換,支撐現代電力系統的遠距離傳輸。
頻率标準化
全球主要電網采用50Hz或60Hz标準頻率(中國為50Hz)。頻率穩定性直接影響同步電機、電子設備時鐘等關鍵設備的運行精度。
電力傳輸系統
交變電勢通過升壓變壓器減少線路損耗,經高壓電網傳輸後,再經降壓變壓器分配至用戶端。例如,中國國家電網采用500kV交流輸電線路實現跨區域供電。
電機與電器設備
交流異步電動機利用交變電勢産生旋轉磁場驅動轉子,占工業電機總量的80%以上。家用電器(如冰箱、空調)均依賴交流供電。
權威參考來源:
交變電勢是指大小和方向隨時間作周期性變化的電勢差,常見于交流電(AC)系統中。以下是詳細解釋:
交變電勢的瞬時值隨時間按正弦規律變化,數學表達式為: $$ V(t) = V_0 sin(2pi f t + phi) $$ 其中:
通過電磁感應實現,例如:
特性 | 交變電勢 | 直流電勢 |
---|---|---|
方向 | 周期性變化 | 恒定不變 |
傳輸效率 | 可通過變壓器升壓降壓 | 需複雜電路調節電壓 |
典型應用 | 電力輸送、交流電機 | 電池供電、電子設備 |
若需進一步了解具體公式推導或工程實例,可補充說明需求方向。
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