交流电在半周期内,通过电路中导体横截面的电量Q和其一直流电在同样时间内通过该电路中导体横截面的电量相等时,这个直流电的数值就称为该交流电在半周期内的平均值。
对正弦交流电流,即i=Imsinωt,则平均值与峰值的关系为
故,正弦交流电的平均值等于峰值的0.637倍。对正弦交流电来说在上半周期内,一定量的电量以某一方向流经导体的横截面,在下半周期内,同样的电量却以相反的方向流经导体的横截面。因而在一个周期内,流经导体横截面的总电量等于零,所以在一个周期内正弦交流电的电流平均值等于零。如果直接用磁电式电表来测量交流电流,将发现电表指针并不发生偏转。这是因为交流电流一会儿正,一会儿为负,磁电式电表的指针无法适应。
即半波整流后交流电的平均值和最大值的关系为
而交流电的有效值和最大值的关系为
所以
即正弦交流电经半波整流后的平均值只有有效值的0.45倍。相位
在交流电中i=Imsin(ωt+α)中的(ωt+α)叫做相位(位相角)。它表征函数在变化过程中某一时刻达到的状态。例如,在 阶段,当ωt+α=0时达到取零值的阶段,等等。α是t=0时的位相,叫初相。在实际问题中,更重要的是两个交流电之间的相位差。图3-18画出了电压ul和u2的三种不同的相位差。图3-48a中可看到两个电压随时间而变化的步调是一致的,同时到达各自的峰值,又同时下降为零。故称这两个电压为同位相,也就是说它们之间的相位差为零。3-48b中两个电压随时间变化的步调是相反的,u1为正半周时,u2为负半周,u1达到正最大值时,u2达到负的最大值,则这两个电压的位相相反,或者说它们之间的位相差为π。图3-48c中两个电压的变化步调既不一致也不相反,而是有一个先后,它们之间的位相差介于0与π之间。从图3-48c中可以看出u1和u2之间的位相位是π/2。总之,两个交流电压或电流之间的相位差是它们之间变化步调的反映。