我们生活在电的时代,电能的应用非常广泛，它在工业、农业、交通运输、国防建设、科学研究及日常生活中用得越来越多，电能的生产和使用规模，以成为社会经济发展的重要标志。大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．交变电流比起直流电流来有许多优点．交变电流可以利用变压器升高或者降低电压，可以驱动结构简单、运行可靠的感应电动机．因此在工农业生产和日常生活中普遍使用交变电流．交变电流的产生使矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动．可以看到电流表的指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次．这表明转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流．线圈abcd在磁场中转动时，它的ab边和cd边切割磁感线，在线圈中产生感应电动势，在电路中就产生感应电流．在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面.线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次．因此线圈转动一周,感应电流的方向改变两次.交变电流的变化规律图中标a的小圆圈表示线圈ab边的横截面，标d的小圆圈表示线圈cd边的横截面．设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt．设ab边的长度是L，磁感应强度是B，ab边中的感应电动势就是eab=BLvsinωt．cd边中的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且两边又是串联的，所以，这一瞬间整个线圈中的感应电动势e＝2BLvsinωt．令Em＝2BLv，我们得到e=Emsinωt．（1）式中的e随着时间而变化，不同的时刻有不同的数值，叫做电动势的瞬时值，Em是电动势能达到的最大值．上式表明，电动势是按照正弦规律变化的．如果把线圈和电阻组成闭合电路，电路中就有感应电流．实验证明，在只含有电阻的电路中，适用于直流电路的欧姆定律也适用于交流电路．设闭合电路的总电阻为R，则电流的瞬时值i＝e/R＝（Em/R）sinωt，其中Em/R为电流的最大值，用Im表示，于是有i=Imsinωt．（2）可见，感应电流也是按正弦规律变化的．这时，电路的某一段上电压的瞬时值同样是按着正弦规律变化的，即u=Umsinωt．（3）其中电压的瞬时值u＝iR′，电压的最大值Um＝ImR′，R′是该段电路的电阻．这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流．图示为正弦交变电流的电动势e、电流i和电压u随时间变化的图象．正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流．家庭电路的交变电流就是正弦交变电流．实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的．图中表示出几种交变电流的波形．交流发电机交流发电机构造比模型复杂得多，但基本组成都是有产生感应电动势的线圈（通常叫电枢）和产生磁场的磁极，电枢转动，磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动，而电枢不动的发电机，叫做旋转磁极或发电机。恒定电流不随时间而变化，要描述电路中的电流或电压，只要指出电流或电压的数值就够了．交变电流的电流或电压，大小和方向都随时间作周期性的变化，要描述它们，需要的物理量就要多些．下面讨论表征正弦交变电流的物理量．最大值和有效值交变电流的最大值（Im和Um）它是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低.交变电流的最大值在实际中有重要意义．例如把电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值．电容器所能承受的电压要高于交变电压的最大值，否则电容器就可能被击穿．交变电流的有效值它是根据电流的热效应来规定的．让交流和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，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．通常用I和U分别表示交流的电流和电压的有效值．例如某一交流通过一段电阻丝，在一段时间内产生的热量为Q，如果改用3A的直流通过这段电阻丝，在相同的时间内产生的热量也为Q，那么，这一交变电流的有效值就是3A．计算表明，正弦交变电流的有效值与最大值之间有如下的关系：我们通常说家庭电路的电压是220V，便是指有效值．各种使用交变电流的电气设备上所标的额定电压和额定电...
