汽車電工電子技術(shù)課件 任務(wù)1正弦交流電的基本概念

交流電路的認(rèn)知2.1正弦交流電的基本概念2.1.1正弦交流電的三要素大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓、電流稱為正弦交流電。例如正弦電流可以用式子

表示，稱為正弦電流的解析式，又叫瞬時(shí)值表達(dá)式。在該式子中用以下幾組物理量來(lái)描述正弦交流電。1.最大值和有效值正弦交流電在一個(gè)周期內(nèi)能達(dá)到的最大的值，又稱幅值或峰值，用符號(hào)

、

表示；有效值是根據(jù)交流電在電路中做功的效果定義出來(lái)的，用

、

表示，通常提到交流電的大小或用交流電表測(cè)出的數(shù)值都是指有效值，如我們的家用電器的額定電壓一般都是220V是指有效值，各種交流電器設(shè)備銘牌上的額定電壓和額定電流一般也是指有效值。最大值和有效值都是描述交流電大小的物理量，它們之間的換算關(guān)系為：2.周期、頻率、角頻率周期是指正弦交流電循環(huán)變化一周所需的時(shí)間，用

表示，單位為s；頻率是指正弦交流電每秒變化的次數(shù)，用

表示，單位為

。我國(guó)電力系統(tǒng)的供電頻率是50

，稱為工頻，其它國(guó)家也有供電頻率是60

的；角頻率是指正弦交流電每秒變化的弧度數(shù)，用

表示，單位為

。周期、頻率和角頻率都是描述交流電變化快慢的物理量，它們之間的換算關(guān)系為：3.相位、初相和相位差一個(gè)正弦電壓可用式子

表示，把

稱為該正弦電壓的相位，相位代表了正弦量變化的進(jìn)程；

時(shí)的相位稱為初相即

，初相與計(jì)時(shí)起點(diǎn)有關(guān)；在交流電路中，用相位差來(lái)比較正弦量之間的先后關(guān)系，同頻率正弦量的相位之差稱為相位差，不同頻率的正弦量不能比較相位差。如一個(gè)同頻率正弦電壓和電流之間的相位差為：

，即同頻率正弦量的相位之差等于它們的初相之差。規(guī)定

。當(dāng)

時(shí)，稱

比

超前

角度；當(dāng)

時(shí)，稱

比

滯后

角度；當(dāng)

時(shí)，稱

與

同相，即兩者同時(shí)到達(dá)最大值或同時(shí)到達(dá)零值。顯然，一個(gè)正弦量的最大值(或有效值)、角頻率(或頻率、周期)及初相一旦確定后，它們可以唯一地確定一個(gè)正弦量。通常把有效值(或最大值)、頻率(或角頻率、周期）和初相稱之為正弦量的三要素。2.1.2正弦交流電的相量表示法

前面介紹的正弦電壓或正弦電流的解析式，它們還可以畫(huà)出對(duì)應(yīng)的波形圖，但這兩種表示方法都不太直觀，用來(lái)進(jìn)行交流電路的分析與計(jì)算比較繁瑣，也不夠準(zhǔn)確。1.相量式表示法在正弦交流電的三要素里，因同一個(gè)電路中所有正弦量的角頻率都是相同的，因此借用數(shù)學(xué)里的復(fù)數(shù)的極坐標(biāo)形式即可表示一個(gè)正弦量，復(fù)數(shù)的模代表正弦交流電的大小，幅角代表正弦交流電的初相。如一個(gè)正弦電

壓

，則對(duì)應(yīng)的有效值相量式為：用相量式表示一個(gè)正弦量后，就可以借用復(fù)數(shù)的運(yùn)算規(guī)則對(duì)正弦交流電進(jìn)行分析和計(jì)算，相量式法是分析交流電路的一般方法，尤其是做正弦量的乘除運(yùn)算時(shí)用該法非常方便。2.1.2正弦交流電的相量表示法

2.相量圖表示法將相量用復(fù)平面的有向線段來(lái)表示，該線段的長(zhǎng)度代表有效值，線段與實(shí)軸正半周的夾角等于初相，這種表示方法就是相量圖表示法。將正弦