正弦交流電基本概念

單相交流電路的基本概念大小和方向均隨時(shí)間變化的電壓或電流稱為交流電。如等腰三角波矩形脈沖波正弦波其中，大小和方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電壓或電流稱為正弦交流電。了解和掌握正弦交流電的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)正弦交流電路的基本分析方法，是本節(jié)課學(xué)習(xí)的目的。第1頁/共15頁第一頁，共16頁。1.正弦交流電的頻率、周期和角頻率T=0.5s單位是秒1、周期交流電完成一次周期性變化所需要的時(shí)間叫做交流電的周期。用T表示。u(i)第2頁/共15頁第二頁，共16頁。交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)稱為交流電的頻率，用f表示。1秒鐘f=2Hz單位是赫茲u(i)2、頻率第3頁/共15頁第三頁，共16頁。T=0.5sω=4πrad/s單位是每秒弧度u(i)顯然三者是從不同的角度反映的同一個(gè)問題：交流電隨時(shí)間變化的快慢程度。交流電一秒鐘內(nèi)經(jīng)歷的電角度稱為角頻率，用ω表示。交流電變化一個(gè)周期，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)繞組轉(zhuǎn)動(dòng)了弧度或3600。國標(biāo)第4頁/共15頁第四頁，共16頁。2.正弦交流電的瞬時(shí)值、最大值和有效值交流電隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)刻的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，瞬時(shí)值是用正弦解析式表示的，即：

瞬時(shí)值是變量，注意要用小寫英文字母表示。(1)瞬時(shí)值(2)最大值正弦量振蕩的最高點(diǎn)稱為最大值或峰值，用Um(或Im)表示第5頁/共15頁第五頁，共16頁。有效值是指與交流電熱效應(yīng)相同的直流電數(shù)值。Ri在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q例在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q兩電流熱效應(yīng)相同，可理解為二者做功能力相等。我們把做功能力相等的直流電的數(shù)值I定義為相應(yīng)交流電i的有效值。有效值可確切地反映正弦交流電的大小。(3)有效值有效值用U或I表示。RI

理論和實(shí)踐都可以證明，正弦交流電的有效值和最大值之間具有特定的數(shù)量關(guān)系，即：第6頁/共15頁第六頁，共16頁。3.正弦交流電的相位、初相和相位差顯然，相位反映了正弦量隨時(shí)間變化的整個(gè)進(jìn)程。

初相確定了正弦量計(jì)時(shí)開始的位置，初相規(guī)定不得超過±180°。(1)相位(2)初相正弦量與縱軸相交處若在正半周，初相為正。正弦量與縱軸相交處若在負(fù)半周，初相為負(fù)。第7頁/共15頁第七頁，共16頁。例u、i

的相位差為：

顯然，兩個(gè)同頻率正弦量之間的相位之差，實(shí)際上等于它們的初相之差。已知(3)相位差，求電壓與電流之間的相位差。解注意不同頻率的正弦量之間不存在相位差的概念。相位差不得超過±180°!分析一下感性，容性第8頁/共15頁第八頁，共16頁。思考回答何謂交流電的三要素？它們各反映了什么？耐壓為220V的電容器，能否用在180V的正弦交流電源上？何謂反相？同相？超前？滯后？正弦量的三要素是指它的最大值、角頻率和初相位。最大值反映了交流電大小的變化范圍；角頻率反映了交流電變化的快慢；初相位反映了交流電的初始狀態(tài)。

不能！因?yàn)?80V的正弦交流電，其最大值≈255V>180V!u1與u2反相，即相位差為180°；u3ωtu4u2u1uu1與u4同相，即相位差為零。第9頁/共15頁第九頁，共16頁?！纠磕痴译妷旱淖畲笾礥m=310V,初相φu=300;某正弦電流的最大值Im=14.1A,初相φi=-600。它們的頻率均為50Hz。（1）分別寫出電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。（2）正弦電壓和電流的相位差。解：答：電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式分別是310sin(314t+300)V，14.1sin(314t-600A

，正弦電壓和電流的相位差是900。(1)(2)第10頁/共15頁第十頁，共16頁。【例】設(shè)在工頻電路中，電流i=Imsin(ωt+1200）,已知接在電路中的安培表讀數(shù)為1.3A，求初相位和t=0.5s時(shí)的瞬時(shí)值。解：答：初相位是2π/3rad，t=0.5s時(shí)的瞬時(shí)值是1.59A。(1)(2)初相位:最大值:角頻率:則:當(dāng)t=0.5s時(shí)：第11頁/共15頁第十一頁，共16頁。4正弦交流電的表示方法在分析正弦交流電路時(shí)，同一電路中的所有電壓、電流都是同頻率的正弦量，且頻率與電源的頻率相同。前提：一個(gè)正弦量由最大值（或有效值）和初相位兩個(gè)要素也能確定。因此：描述正弦交流電的有向線段稱為相量。符號(hào)表示：正弦量：在復(fù)平面上可以用長度為最大值Im,與實(shí)軸正向夾角為φi的有向線段表示第12頁/共15頁第十二頁，共16頁。正弦量：例：第13頁/共15頁第十三頁，共16頁。本節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束。Goodbye!第14頁/共15頁第十四頁，共16頁。感謝您的觀看。第15頁/共15頁第十五頁，共16頁。內(nèi)容總結(jié)單相交流電路的基本概念。其中，大小和方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電壓或電流稱為正弦交流電。正弦量振蕩的最高點(diǎn)稱為最大值或峰值，用Um(或Im)表示。初相確定了正弦量計(jì)時(shí)開始的位置，