师：好，同学们好。首先我们来看一个话题，叫人生的三大终极问题：我是谁？我从哪里来？我要到哪里去？据说，只要理解这三个问题，我们就能看透人生，实现自我超越。从科学角度分析这三个问题，“我是谁”反映了事物的本质或特征，“我从哪里来”反映了事物的起源，“我要到哪里去”则反映了事物的发展或最终结果。其实不仅人生如此，我们所学的交流电也是这样。
前面我们讲了交流电的产生，这就是交流电“从哪里来”。如果从中性面开始计时，交流电的瞬时感应电动势、瞬时电流、瞬时电压，可以用以下公式表达：e = Em sinωt，i = Im sinωt，u = Um sinωt，它们都满足正弦规律。其中，Im或Em就是最大值，Em = NBSω 。
我们也可以画出对应的图像，显然它满足正弦图像，如图所示，这是上节课的主要内容，讲的是交流电“从哪里来”。那么交流电到底是什么呢？仅从公式或图像，能否说这几个公式就代表了交流电呢？这个说法够全面吗？显然，仅由最大值还不足以表达交流电全部的特征。
那么交流电还有哪些特征量呢？这节课我们就来学习一下周期与频率。什么叫交流电的周期呢？周期与频率的概念我们在高一就学习过，周期就是完成一次周期性运动所用的时间，频率则是单位时间内完成周期性运动的次数。对于交流电来说，频率就是一秒钟之内完成周期性变化的次数。它们的符号和高一一样，周期用T表示，频率用f表示，两者满足倒数关系。
下面一个问题，大家知道我国所使用的交变电流的周期和频率吗？可能有同学知道，我国所用交流电的频率是五十赫兹，那么它的周期就是0.02秒。下面我们来思考几个问题。
第一个问题，日常照明用的是交变电流，其大小和方向都在变化，为什么电灯看上去并不闪烁，好像通过的是直流电一样呢？要解决这个问题，我们得从初中所学的眼睛知识入手。我们知道，人的眼睛有一种特殊功能叫视觉暂留现象，视觉暂留的时间大概是1/24秒。注意，我国所用交流电的频率是五十赫兹，高于24赫兹，也就是说交流电变化得特别快，所以人的眼睛感觉不到这种变化，就好像没有变化一样。
第二个问题，我们在高一做物理实验时用过打点计时器，有电火花式和电磁式，大家还记得打点计时器每打两个点之间的时间间隔吗？我们应该很清楚，是0.02秒。为什么是0.02秒呢？当时只让大家记住，现在我们可以给出答案了。因为我国所用交流电的频率是五十赫兹，周期是0.02秒，而打点计时器用的都是交流电。
第三个问题，从交变电流的瞬时值表达式Em sinωt中，能看出交变电流的周期和频率各是多少吗？实际上，上节课我们就可以解决这个问题。我们知道这里面的ω代表线圈转动的角速度，根据角速度与周期的关系式，很容易求出周期T = 2π / ω ，频率f = ω / 2π 。
最后一个问题，如果正弦交流电的周期是0.02秒，那么该交流电的方向在1秒钟之内改变了多少次？我们先从一个周期内来看，选一个计时起点，比如选在某一点，当到达对应点时，时间为一个周期。从这一时刻到某一位置，方向为正方向，从这个位置到另一个位置变化了一次，再到下一个位置又变化了一次，所以一个周期内方向变化了两次。那么一秒钟之内，很显然就变化了100次。
我们平时可能听说过“220伏交流电”这种说法，既然交流电是周期性变化的，数值从零开始逐渐增大，然后又减小，再增大，为什么说它是220伏交流电呢？这就牵扯到一个重要概念——交流电的有效值。
什么是有效值呢？我们来看几个问题。首先，如图所示，有一个恒定电流通过一个2欧姆的电阻，一秒钟之内它产生的热量怎么算呢？这很简单，根据焦耳定律Q = I2Rt ，可以算出热量是8焦耳。再看另一个图，这是一个交流电，因为它的方向发生了变化。假如这个电流通过1欧姆的电阻，一秒钟之内它的热量怎么算呢？通过观察我们发现它可以分成四段，每一段都可视为恒定电流，我们可以分段计算，然后把热量加在一起。观察到第一段和第四段时间都是0.2秒，电流都是1安培，可放在一起计算；中间两段也可放在一起，因为电流和时间都一样。带入公式，可以求得该交流电通过电阻在一秒钟内产生的热量是2.8焦耳。
如果有一个大小方向都不变的恒定电流通过这个电阻，也能在一秒钟之内产生同样的热量，那么这个电流是多大呢？因为产生的热量直流电和交流电一样，都是2.8焦耳，根据Q = I2Rt ，把2.8焦耳代入，可求得该直流电的数值是√2.8安培。这样我们就可以看出，这个直流电跟这个交流电在一秒钟之内的效果是一样的，所以我们把这个直流电的数值称为这个交流电的有效值。
所以，有效值这个概念主要是根据电流产生的热效应引入的。要使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，在相等时间内产生的热量相等，我们就把这个直流的数值称为交变电流的有效值。这里的相等时间，由于交流电是周期性变化的，最少是一个周期，或者是周期的整数倍。
下面我们来看平时所用的正弦交流电，它的有效值与峰值之间满足什么样的关系呢？通过数学计算，我们可以求得它的有效值与峰值之间满足√2倍关系，也就是有效值是峰值的1 / √2 ，无论是电流还是电压都满足这个关系。需要注意的是，这个式子仅适用于正弦交流电，其他交变电流若要求有效值，应根据有效值的定义来计算。
下面看看有效值有哪些应用。第一，交流用电器铭牌上所标的电压都是指有效值，比如美的电饭煲标着220伏，抽油烟机也是220伏，这些都是有效值。第二，交流电压表或电流表测出的数值是有效值，如果用交流电压表检测平时用的电压，读数是220伏，这就是有效值。第三，如果没有特殊说明，提到的交流电数值一般也是指有效值。第四，保险丝的熔断电流值也是指有效值，因为保险丝熔断是根据热效应，所以这个电流值是有效值。