正弦量三要素

1、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)正弦交流電基本概念正弦交流電基本概念 什么是正弦交流電、為什么用交流電？什么是正弦交流電、為什么用交流電？正弦交流電的描述？正弦交流電的描述？深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)一、什么是交流電一、什么是交流電電流、電壓的大小和方向不隨時(shí)間變化的電路。電流、電壓的大小和方向不隨時(shí)間變化的電路。電流、電壓的大小或方向隨時(shí)間變化的電路。電流、電壓的大小或方向隨時(shí)間變化的電路。ou , itu , it +_+ou , itiii深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)正弦交流電正弦交流電t 含有含有正弦電源正弦電源而且電路各部分所產(chǎn)而且電路各部分所產(chǎn)生的電壓和電流均按生的電壓和

2、電流均按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化的電路。變化的電路。深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)低壓供配電系統(tǒng)低壓供配電系統(tǒng)深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)it tItim sin)(I Im m 2 T（Amplitude）決定正弦量的大小決定正弦量的大?。╝ngular frequency） 決定正弦量變化快慢決定正弦量變化快慢（initial phase angle）決定正弦量初始位置決定正弦量初始位置正弦交流電如何描述？正弦交流電如何描述？三要素：三要素：幅值、角頻率、初相位幅值、角頻率、初相位深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)3.1.13.1.1 周期、頻率和角頻率周期、頻率和角頻率正弦量變化一周所需

3、時(shí)間。單位：正弦量變化一周所需時(shí)間。單位：s，ms oi t 正弦量在一秒鐘內(nèi)變化的周期數(shù)。正弦量在一秒鐘內(nèi)變化的周期數(shù)。 單位：單位：Hz, kHz1fT正弦量在一秒正弦量在一秒鐘內(nèi)經(jīng)過的弧度數(shù)鐘內(nèi)經(jīng)過的弧度數(shù) 。單位：單位：rad/sfT22電網(wǎng)頻率：中國電網(wǎng)頻率：中國50Hz，日本、美國，日本、美國60Hz深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)3.1.23.1.2 瞬時(shí)值、最大值、有效值瞬時(shí)值、最大值、有效值 tIim sin 描述正弦量在任一瞬間的值描述正弦量在任一瞬間的值 ， 瞬時(shí)值：瞬時(shí)值：u, i, e 瞬時(shí)值中的最大數(shù)值，也稱瞬時(shí)值中的最大數(shù)值，也稱幅值幅值 幅值：幅值：Im、Um、

4、Em小寫字母表示小寫字母表示深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù) 以大寫字母以大寫字母I、U、 E表示表示 。uRR+_U通入直流電，通入直流電，T時(shí)間內(nèi)，時(shí)間內(nèi)，電流熱效應(yīng)：電流熱效應(yīng)：通入正弦交流電，通入正弦交流電，T時(shí)時(shí)間內(nèi)，電流熱效應(yīng)：間內(nèi)，電流熱效應(yīng)：IiRdtiQT02Q = I2 RT則有則有TdtiTI021T0ttIT1dsin22m2Im同理：同理：2UUm2EEm深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)注意：注意：交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為為有效值有效值交流設(shè)備名牌交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值標(biāo)注的電壓、電流均為有效值2IIm2UUm2EEm 以大寫

5、字母以大寫字母I、U、 E表示表示 。3.1.23.1.2 瞬時(shí)值、最大值、有效值瞬時(shí)值、最大值、有效值深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)3.1.3 3.1.3 相位、初相位和相位差相位、初相位和相位差i t)sin(mtIi 反映正弦量變化的進(jìn)程，反映正弦量變化的進(jìn)程，為時(shí)間的函數(shù)。為時(shí)間的函數(shù)。正弦量在正弦量在 t =0時(shí)的相角。時(shí)的相角。 給出了觀察波形的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。給出了觀察波形的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。決定了正弦量的初始值決定了正弦量的初始值i (0) = Im sin 2 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)相位差相位差 ：兩個(gè)兩個(gè)同頻率同頻率的正弦量的相位之差的正弦量的相位之差u it i=I

6、msin( t+ i) u=Umsin( t+ u) = ( t+ u) - ( t+ i) = u- i 稱稱u 超前于超前于i (i 滯后于滯后于u)一個(gè)相位角一個(gè)相位角 ， 則則u與與i 同相位。同相位。則稱則稱 u 和和 i 的相位相反，簡稱反相的相位相反，簡稱反相 。則則 u 滯后于滯后于i（或（或 i 超前于超前于u）一個(gè)相位角）一個(gè)相位角 規(guī)定：規(guī)定： | | (180)。3.1.3 3.1.3 相位、初相位和相位差相位、初相位和相位差深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)特殊相位關(guān)系：特殊相位關(guān)系： tu, iu iO tu, iu iO tu, iu iO = 0 同相同相 = (

7、 180o )反相反相 = /2 /2 正交正交注意：注意：1兩同頻率的正弦量之間的相兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計(jì)時(shí)的選擇起點(diǎn)位差為常數(shù)，與計(jì)時(shí)的選擇起點(diǎn)無關(guān)。無關(guān)。2不同頻率的正弦量比較無意義。不同頻率的正弦量比較無意義。深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)uituituiui根據(jù)根據(jù)u, iu, i的波形圖判斷兩者的關(guān)系的波形圖判斷兩者的關(guān)系uitui90【例題】uic ctui 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù) 已知已知: 正弦電壓的最大值正弦電壓的最大值 Um=10V, 頻率頻率 f=50Hz， 初相初相u= - /3, 寫出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式寫出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式, 畫出波形圖。

8、畫出波形圖。解：解：)3314sin(10)3502sin(10)(tttu【例題講解】深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)【例題講解】 某正弦電壓的有效值某正弦電壓的有效值U=220V，初相，初相 u=30 ；某正弦電；某正弦電流的有效值流的有效值I=10A，初相，初相 i=-60 。它們的頻率均為。它們的頻率均為50Hz。試分別寫出電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式，畫出它們的波形，試分別寫出電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式，畫出它們的波形，并求出并求出u和和i在在t=1/300s時(shí)的瞬時(shí)值。時(shí)的瞬時(shí)值。 電壓的最大值電壓的最大值: 電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式：電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式：電流的最大值：電流的最大值： 角頻率：

9、角頻率： 22Um=U =220=310V Im221014.14IA22 3.14 50314/frad ssin()310sin(31430 )muuUtt電流的瞬時(shí)值表達(dá)式：電流的瞬時(shí)值表達(dá)式：sin()14.14sin(31460 )miiItt解：解：深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)【例題講解】電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式：電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式：( )310sin(31430 )u ttV電流的瞬時(shí)值表達(dá)式：電流的瞬時(shí)值表達(dá)式：( )14.14sin(31460 )i ttA)30t502sin(310u)30300/1502sin(310V310)90sin(31000sin1 .14)603

10、00/1502sin(1 .14iuit603011/6 7/3 ui310V14.14Au, i，的波形為：的波形為：所以，當(dāng)t=1/300s時(shí)，深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)1. f =50Hz U=220V u =90o寫出該正弦電壓的三角形式寫出該正弦電壓的三角形式2. i1 =10 2 Sin(314t+60o)A i2=10Sin（314t-90o)A （2）比較二者的相位關(guān)系）比較二者的相位關(guān)系（1）若用電流表測量）若用電流表測量i1及及i2，讀數(shù)為多少，讀數(shù)為多少?【練習(xí)與思考】1、u=311Sin(314t+90o)2、（、（1）10A、7.07A； （2）相位差：）相位差：150o，i1超前超前i2150o深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)【練習(xí)與思考】2兩個(gè)正弦量為兩個(gè)正弦量為u1=36sin（314t+120）V，u2=36sin（628t+30）V，則有（，則有（ ）。）。A：u1超前超前u2 90 B：u2超前超前u1 90 C:不能判斷相位差不能判斷相位差 D：u1滯后滯后u2 901、1000Hz，310V，219V，深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工技術(shù)電工技術(shù)2、為什么要使用交流電？、為什么要使用交流電？3、交流電的正方向：實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)取正。、交流電的正方向：實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)取正。4、交、直流電路比較：、交、直流電路比較：