4正弦交流电的分析

合集下载

电路分析基础第4章 相量法(2h)

电路分析基础第4章  相量法(2h)

Im
U 2
U
U 1
41.9
60 30
Re
U
Im
U 2

U 1
60 尾
41.9
相 接
30
Re
/38 章目录 上一页 下一页 返回 退出
第4章 正弦稳态电路分析
4.3 基尔霍夫定律的相量形式和基本
元件伏安关系的相量形式
一. 电阻 i(t)
+
uR(t) R -

I
+

UR
R
-
相量模型
已知 i(t) 2I cos(wt y i )
设 i(t)=Imcos(w t+ )
I
1 T
T 0
I
2 m
cos2
(
wt
Ψ
) dt
def
I
1 T i 2 (t )dt
T0
cos2 ( wt Ψ ) 1 cos2(wt Ψ )
2
I 0.707Im Im 2I
i(t) Im cos(wt Ψ ) 2I cos(wt Ψ )
10/38 章目录 上一页 下一页 返回 退出
u2 (t) 4 2cos(314t 60o ) V
U1 630o V U 2 460o V
U U1 U 2 630 460 5.19 j3 2 j3.46
7.19 j6.46 9.6441.9o V
u(t) u1(t) u2 (t) 9.64 2cos(314 t 41.9o ) V
dt
C 相量形式:

U Uy u

IC
wCUy u
π 2
1 相量关系:

第4章 正弦交流电

第4章 正弦交流电

i = I m sin(ωt + ϕ i )
u、 i
0
t
3
正弦交流电路分析中仍然使用参考方向, 正弦交流电路分析中仍然使用参考方向,当实际方向 与参考方向一致时,正弦量大于零;反之小于零。 与参考方向一致时,正弦量大于零;反之小于零。
i
u
R
i
实际方向和参考方向一致
t
实际方向和参考方向相反
用小写字母表 示交流瞬时值
ωt
22
3.相量表示法 3.相量表示法
一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量 旋转矢量在纵轴上 概念 :一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上 的投影值来表示。 投影值来表示。 来表示
u = U m sin (ω t + ϕ )
Um
ωϕ
ϕ
矢量长度 =
ωt
Um
矢量与横轴夹角 = 初相位
在t = 0时刻,矢量以角速度ω按逆时针方向旋转
19
复数的加减可以在复平面上用平行四边形来进行。 复数的加减可以在复平面上用平行四边形来进行。前 面例题的相量图见下面左图,右图是另一种画法。 面例题的相量图见下面左图,右图是另一种画法。右图的 画法更为简捷,当有多个相量相加减时会显得很方便。 画法更为简捷,当有多个相量相加减时会显得很方便。 +j A1+ A2 A1+ A2 A2 A1 O +1 O A1 +1 A2
= r (cos ϕ + j sin ϕ )
复数的指数形式 复数的指数形式: 指数形式: 复数的极坐标形式 复数的极坐标形式: 极坐标形式:
A = re

A = r∠ϕ
实部相等、虚部大小相等而异号的两个复数叫做共轭复数。用 实部相等、虚部大小相等而异号的两个复数叫做共轭复数 共轭复数。 A*表示A的共轭复数,则有 表示A的共轭复数, A=a+jb +jb A*=a-jb

正弦交流电的产生和特点

正弦交流电的产生和特点

正弦交流电的产生和特点正弦交流电的产生基于电磁感应定律,即当一个闭合线圈的导体在磁场中旋转时,将产生感应电动势。

在发电机中,一个磁体(或磁铁)和一个旋转的线圈组成了一个转子,转子通过机械转动将磁场线与线圈交织在一起,从而产生了感应电动势。

通过与电源相连的导线将这个感应电动势引入外部电路,就得到了正弦交流电。

1.周期性变化:正弦交流电的变化是周期性的,电流或电压信号的大小和方向随时间呈正弦形状变化。

这种周期性变化使得正弦交流电适用于一系列周期性的应用,如音频和视频信号等。

2.频率和周期:正弦交流电的频率指的是正弦波的周期数量,单位为赫兹(Hz)。

在国际单位制(SI)中,1赫兹代表每秒1个周期。

电力系统中使用的标准频率是50Hz或60Hz。

3.幅值:正弦交流电的幅值是其峰值值。

对于电压,我们通常使用峰值值或峰-峰值来描述幅值。

峰值指的是正弦波的最大值,峰-峰值是波形的峰值和谷值之间的差值。

4.相位:正弦交流电的相位指的是信号相对于一个参考点的位置。

相位可以用角度或时间来表示。

相位角以度或弧度来度量,相位时间以秒或周期来度量。

5.频谱特征:正弦交流电的频谱特征是指它的频率成分。

频率谱显示信号在频率上的能量分布。

对于正弦交流电,频谱仅包含一个基波频率成分,即信号的主要频率。

6.相位差和相位关系:在电路中,两个或多个正弦交流电信号之间可能存在相位差。

相位差是指两个信号波形之间的时间或角度差。

相位差决定了信号的相对位置和交互作用。

7.可变频率和可变幅值:正弦交流电的频率和幅值可以被调节和控制。

这种可变性使得正弦交流电可以适应不同的应用需求,如电力传输、调制和调频等。

总结:正弦交流电是一种周期性变化的电流或电压信号,它的产生基于电磁感应定律和发电机原理。

正弦交流电具有频率、幅值、相位、频谱特征、相位差和可变频率和幅值等特点。

正弦交流电在电力系统、通信、电器和电子设备等领域广泛应用。

正弦交流电电路稳态分析

正弦交流电电路稳态分析

(t ) (t )
1
2
1
2
(4-9)
ψ1﹥ψ2,φ﹥0,称电压u比电流i超前φ角,或i
比u滞后φ 角。
当两同频正弦量的相位差φ=00时,我们称它们 同相,当φ=1800时,称反相。图4.2中,u超前i 角度ψ1-ψ2。
注意,不同频率的两个正弦量不能进行相位比 较。
练习.判断如图4-1-1(a)(b)(c)(d)中 i1 与i2哪两个正弦量同相、超前、正交、反相?
两个频率相同的正弦量的相位角之差或初 相位之差,称相位差。
同频率正弦量的相位差
u U m sin(t 1) i Im sin(t 2 )
同一正弦交流电路中,电压u和电流i 的频 率是相同的,但初相位不一定相同。如图 4.2所示,
图4.2 不同相位的电压电流信号
同频率正弦量的相位差
它们的初相位分别为ψ1和ψ2。它们的相位差为
特别地,复数 e j 的模为1,辐角为。把一个复
数乘以 e j 就相当于把此复数对应的矢量反时针方
向旋转 角。
2 正弦量的相量表示
设有一复数 A(t) Ae j(t) 它和一般的复数不同,它不仅是复数,而且 辐角还是时间的函数,称为复指数函数。因为
由于
A(t) Ae j(t) Ae je jt Aejt A(t) Ae j(t) A cos(t ) j A sin(t )
一般所讲的正弦电流或电压的大小,均是指有效值。例如交流电压 380V或220V都是指电压的有效值,其最大值分别为 537V、311V。交 流设备铭牌标注的电压、电流均为有效值。
3.初相位
在正弦电流4-1式及图4.1中,ωt +ψ称相位 角,简称相位。当t=0 时的相位角即ψ称为 初相角或初相位。初相位ψ值决定了计时时 刻的角度,初相位不同,正弦量的初始值 不同;当ψ=0时,初始值为零。

《电工技术基础与仿真(Multisim 10)》项目4单相正弦交流电路分析

《电工技术基础与仿真(Multisim 10)》项目4单相正弦交流电路分析

p
ui
Im
sin tU m
sin(t
2
)
U m I m cos t sin t
UI sin 2t
在电感元件的交流电路中,没有任何能量消耗,只 有电源与电感元件之间的能量交换,其能量交换的 规模用无功功率Q来衡量,它的大小等于瞬时功率 的幅值。
QL UI I 2 X L
4.2.3 纯电容电路
将开关K1闭合,K2和K3断开,分别按给定的频 率值调节信号源的频率,每次在信号发生器中设 置好频率后,打开仿真开关,双击万用表符号, 得到测量数据,
任务3 相量法分析正弦交流电路
4.3.1 RLC串联电路 1.RLC串联电路电压电流关系 (1)瞬时关系 由于电路是串联的,所以流过R、L、C三元
件的电流完全相同
1 Z1
1 Z2
(2)复阻抗并联的分流关系
I1
U Z1
I
Z Z1
I
Z2 Z1 Z2
U
I2
I Z1 Z1 Z2
I I1 I2 Z1 Z2
a)
I
U
Z
b)
4.3.3 功率因数的提高
1.提高功率因数的意义 功率因数愈大,所损耗的功率也就愈小,
输电效率也就愈高。 负载的功率因数 愈高,发电机可提供的有
1.电压与电流的关系 线性电容元件在图所示的关联方向的条件下
iC
C duc dt
i +
u
C
_
i C duc dt
C dUm sin t
dt
U mC cost
U
mC
s
in(t
2
)
据此,可得出电容元件电压与电流关系的结论:

第4章 正弦交流电路

第4章  正弦交流电路

——元件上电压和电流的关系;元件的功率
4.4.2电阻、电感、电容串联电路
1.RLC串联电路 2. RL串联电路
4.4.3电阻、电感、电容并联电路
课后小计:
4.4 电阻、电感、电容电路
案例4.2 各种加工机械,如车床、铣床、刨床、磨床及大型加工机械 (龙门铣床、龙门刨床)等,应用最多的是电机类负载。交流异步电动机 的等效电路如图4.12所示。电路中的f1侧为定子侧,f2侧为转子侧,r1、r2 和X1、X2分别为定子侧和转子侧的等效电阻和电感。从电路中可见,交流 异步电动机属于电感性负载,而且不是简单的电阻与电感相串联的负载。 因此分析电动机时就要按照它的等效电路模型,利用交流电路计算的方法 进行分析计算。
二、新授:4.2正弦量的相量表示
4.2.1复数
4.2.2复数的运算
4.2.3相量
1.相量法的定义 2. 正弦量的相量表示 3.例题分析
4.2.3电路基本定律的相量形式
1.基尔霍夫电流定律的相量形式
2.基尔霍夫电压定律的相量形式
课后小计:
4.2正弦量的相量表示
4.2.1复数
1.复数的实部、虚部和模
叫1虚单位,数学上用i来代表它,因为在电工中i代表电流,所以
即几个复数相加或相减就是把它们的实部和虚部分别相加减。
复数与复平面上的有向线段(矢 量)对应,复数的加减与表示复数 的有向线段(矢量)的加减相对应, 并且复平面上矢量的加减可用对应 的复数相加减来计算。
图4.6 矢量和与矢量差
4.2.2 复 数 的 运 算
2.复数的乘除
两个复数进行乘除运算时,可将其化为指数式或极坐标式来进行。
2.正弦量的向量表达式
为了与一般的复数相区别,我们把表示正弦量的复数称为相量,并在大 写字母上打“●”表示。

4正弦交流电路

4正弦交流电路

−1
θ
Re 0 a
a = r cos θ b = r sin θ
r = a +b θ = arctg b a
2 2
②三角形式
A = r cos θ + jr sin θ
欧拉公式) e = cos θ + jsin θ(欧拉公式) jθ A = re = r cos θ + jr sin θ

③指数形式
u
波形图
U
T
m
ϕ
ωt
瞬时值
u = U m sin (ω t + ϕ )
& U
相量图
ϕu
复数 符号法
& = a + jb =U e jϕ ⇒ U ∠ϕ U
提示
计算相量的相位角时, 计算相量的相位角时,要注意所在 象限。 象限。如:
& U = 3 + j4
u = 5 2 sin(ω t + 53 ⋅1 )
两种正弦信号的关系
同 相 位
i2
ψ1 =ψ 2
ψ2 ψ1
i2
i1 i1
t
t
ϕ =ψ1 −ψ2 =0
i1

相 位 领 先 相 位 落 后
ϕ =ψ1 −ψ 2 > 0
i2同相位
ψ1 ψ2
i1
ψ2
ψ1
i1 领先于 i2
ϕ =ψ1 −ψ2 < 0
i2
t
i1 落后于 i2
三相交流电路:三种电压初相位各差120 三相交流电路:三种电压初相位各差120ο。
新问题提出: 新问题提出: 提出 平行四边形法则可以用于相量运算,但不方便。 平行四边形法则可以用于相量运算,但不方便。 故引入相量的复数运算法。 故引入相量的复数运算法。 相量的复数运算法 相量 复数表示法 复数运算

正弦交流电基本知识

正弦交流电基本知识
2)最大值。交流电在一个周期内数值最大值就是最大值,也称振幅或峰值。通常用大 写字母加下标m表示,如Em 、Um、Im分表表示交流电动势、交流电压和交流电流最大 值。
3)有效值。根据电流的热效应规定的。让交流电和直流电分别通过相同阻值的电阻, 如果在相同时间内,两个电阻产生的热量相等,就把该直流电的值叫做该交流电的有 效值。用大写字母表示,如E、U、I分别表示交流电动势、交流电压、交流电流的有 效值。
只有同频率的正弦交流电才可以比较相位关系。 习惯上规定相位差用绝对值用小于的角来表示。
9
正弦交流电基本知识
3.正弦交流电的三要素 正弦交流电包含三个要素:最大值(或有效值)、周期(或频率、角频率)
和初相位。 最大值和有效值的关系
周期和频率的关系
角频率、周期和频率的关系
10
正弦交流电基本知识
4
正弦交流电基本知识
2.正弦交流电的表达式
图4-4 正弦交流电的波形图 正弦交流电的解析式
e Em sin(t 0 )
5
正弦交流电基本知识
瞬时值、最大值和有效值 1)瞬时值。正弦交流电随时间按正弦规律变化,每一时刻所对应的值都不同的,每一 时刻的值称为该时刻的瞬时值。通常用小写字母表示,如e、u、i分别表示交流电动势、交 流电压、交流电流的瞬时值。
6
正弦交流电基本知识
周期、频率和角频率 1)周期。交流电变换一个周期所需要的时间称为周期,用T表示,单位为秒。 2)频率。交流电在单位时间内重复变化的次数,用f表示,单位为赫兹。 3)角频率。交流电单位时间内变化的电角度称为角频率,用ω表示,单位为弧度/秒
7
正弦交流电基本知识
相位、初相位和相位差 1)相位。t时刻正弦交流电所对应的电角度ψ=(ωt+ψ0 )称为相位。它决定交流电每一瞬 时的大小。用弧度或度表示。

第4讲正弦交流电的基本概念、相量表示法

第4讲正弦交流电的基本概念、相量表示法

P 1
T pdt 1
T
UI(1 cos 2 ωt)dt
UI
T0
T0
P UI I 2R U 2 p R
+
+
单位:瓦(W)
O
P
ωt
通常测量的或铭牌标注的功率均指有功功率
作业
P49 练习题2.2.1、 P87 练习题3.1.1。
u Ri RI m sin ωt Um sin ωt
⑴电压与电流同频率、同相 ψu ψi 0
⑵最大值、有效值伏安关系: Um U R
Im I
⑶波形关系
ui u
⑷相量关系
i
U U0 I I0 O
ωt
UI
U I
R
欧姆定律的相量表示式: U RI
则 Um 220 2e V j30
U 220 e V j30
⒉ 相量图
相量图:按照各个正弦量的大小和相位关系画出的
若干个相量的图形。
例:U 22030V I 560 A
只有同频率的正弦量才能
I
U
画在同一相量图上,可不画坐
60
标轴。
30
⒊ 旋转因子“j” 当 90时,则
ui
i
i
_
_
+

-
+
+
t
_
u
-
R
u
-
R
正半周
负半周
图中虚线箭头代表电流的实际方向; 代表电压的实际方向(极性)。
正弦量:正弦电压和电流等物理量统称为正弦量。
正弦量的特征表现在:
变化的快慢 大小 初始值

第4章 正弦交流电路

第4章 正弦交流电路

b
同频正弦量的乘除法运算与复数运算相同,而 且在线性电路当中,运算后的频率是不会改变的。
§4.3 电阻、电感、电容元件的交流电路
一、电阻元件的交流电路
iR 2I Rsin( t i ) uR R 2I Rsin( t i )
2U Rsin( t u )
时域下的电阻模型
由于直流电在电阻上做功大小为 I2RT ,于是根据定义有:
I RT i Rdt R Im 2 sin 2 tdt
2 2 0 0
T
T
即: I 2 RT RIm 2
T
0
1 cos 2t RTIm 2 dt 2 2

Im I 0.707 Im 2
结果说明正弦电流的有效值等于最大值的0.707倍。同理, 正弦电压的有效值为:
U 1 U 1 u1 U 2 U 2 u 2
b

U b U b ub
k 1
则对应于 u1 (t ) u2 (t ) ub (t ) uk (t )

U1 U 2 U b U k
k 1
b
同理设 i1 (t ) 2 I 1 sin( t i 1 ) i 2 (t ) 2 I 2 sin( t i 2 ) i b (t ) 2 I b sin( t ib )
复数A的实部a1及虚部a2与模a及辐角θ的关系为:
a1 a cos
其中
a2 a sin
a2 arctg a1
a
2 a1

2 a2
1.复数的表示形式:
根据上式关系式及欧拉公式
+j a2 O

第四章: 正弦交流电路

第四章: 正弦交流电路

= 2U sin (t+90)
i
【小结】电感两端电压和电流关系:
O
ωt
① 两者频率相同;
90
② 电压超前电流90,即相位差为:
= u i 90
③ 大小关系:U=I·L=I· XL ; XL为感抗;
20
i(t)= 2I sin t
u(t)= 2IL sin (t+90)
2. 感抗:Ω
∵ 有效值:U =I L
u
i
o
ωt
i
i
i
i
+
--
+
u uuu
-
++-
p(t)
+ p <0 + p <0
o
p >0
p >0
∵ 储存能量和释放能量交替
进行 ∴ 电感L是储能元件。
【结论】纯电感不消耗能量, 只和电源进行能量交换(能量 的吞吐)。
ωt
储能 释能 储能 释能
24
(3)无功功率Q:
用以衡量电感电路中与电源交换能量的瞬时最大值即振幅 称作~。即:
正确写出幅、角的值。如:
+j
B 4
A
A 3 j4
第一象限
4 A 5 arctan
3
-3 0 C -4
B 3 j4
第二象限
4 B 5(180 arctan )
+1
3
3
C 3 j4
第三象限
4 C 5(arctan 180)
3
D
D 3 j4
第四象限
4 D 5( arctan )
3
式中的j 称为旋转因子,复数乘以j相当于在复平面上逆

《第4章正弦交流电路资料》

《第4章正弦交流电路资料》

第四章正弦交流电路一、填空题:1. 已知两个正弦电流i1和i2,它们的相量为lI1=10N60°A, ll2 =10Y—60°A,则i =i1 _i2 = 3 =314rad/s)。

2. 已知复阻抗Z =(5-j5 g,则该元件呈容性,阻抗角~45003. 将正弦交流电压u =200sin(100t+30')V加在电感L=50mT勺线圈两端(线圈电阻忽略不计),在电压、电流的参考方向为关联参考方向下,流经电感的电流瞬时表达式为4°河10妇1200治。

4. 有一正弦交流电压,已知其周期为10澎S,若该电压的有效值相量为u' = (80+j60)V,则该电压的瞬时表达式为100/2河628。

+370治。

5. 将正弦交流电压u =200sin(100t+30”)V加在电容C=500uF的电容器两端(电容器视为理想),在电压、电流的参考方向为一致时,流经电容的电流瞬时表达式为10sin(100t-600)V 。

6. 已知i =10cos(100t -30)A , u =5sin(100t —60°)V,则i、u 的相位差为300且i 超前u。

(填超前或滞后)7. 电流的瞬时表达式为i =10&sin(100t-260「)A,则其频率f = 5°Hz ,有效值I = 10 A,初丰目位4 — I00o_1_8. RLC申联电路的谐振条件是X L=X c ,其谐振频率f°为2兀MC ,申联谐振时电流达到最大(最大,最小)。

若L=10mH C=1uF则电路的谐振频率为1592 Hz 。

9. 某正弦交流电的角频率为628弧度/秒,有效值为220伏,则电压最大值为220龙伏,如果初相位为兀/3,则电压的瞬时表达式为 _10 写出U=(40-j30)V , f =50Hz的正弦量表达式u= 50而$讷(3忡-37 )V .220T2sin(628t+60普V。

第4章 正弦稳态电路的分析

第4章  正弦稳态电路的分析

4.2.1 复数 1.复数的表示方法
(1)复数的代数形式
设F为一个复数,则其代数形式为
F=a+jb a、b是任意实数
实部 虚数单位 虚部
j 1
复数 F 也可以用复平面内的一条有向线段来表示
+j
复数虚部
b
复数F的辐角
0
r
r a2 b2
F
a +1
arctan b
a
复数F的模 复数实部
(2)复数的三角函数形式
三角函数形式,即复数的实部与实部相加减;虚部与虚部相
加减。
例如
F1 a1 jb1
F2 a2 jb2

F1 F2 (a1 a2 ) j(b1 b2 )
复数的加减运算也可以在复平面内用平行四边形法则做图来完成
j
F1+F
2
F1
j F2
F1
F2
0
+1
(a) 复数相加
0
+1
F1-F2
-F2 (b) 复数相减
iL 2IL sin t
则有
uL
L
diL dt
2LIL cost
2LIL sin(t 90)
2U L sin(t 90)
UL LIL X L IL
ULm LILm X L ILm
XL
UL IL
L
这里XL称为电感元件的电抗,简称感抗;单位:欧姆[Ω]。
电感元件电流和电压的相量形式分别为
+j
b
F
a r cos b r sin
r
F r cos jr sin r(cos jsin)
0
a +1

正弦交流电电路稳态分析

正弦交流电电路稳态分析
分析含有非线性元件的交流电路中电压、电流和功率的分布和计算。
详细描述
含有非线性元件的交流电路是指包含非线性电阻、非线性电感和非线性电容等元件的交流电路。在稳态分析中, 需要采用适当的数学方法来计算各元件的电压、电流和功率,并确定它们在含有非线性元件的交流电路中的分布 情况。
含有非线性元件的交流电路稳态分析
正弦交流电电路稳态分析
目 录
• 引言 • 正弦交流电基础知识 • 电路稳态分析方法 • 正弦交流电电路稳态分析实例 • 结论与展望
01 引言
背景介绍
正弦交流电的产生
交流发电机利用电磁感应原理将机械能转换为电能。当转子 绕组中的电流随时间变化时,就会产生旋转磁场,该磁场会 与定子绕组中的感应电流相互作用,从而产生正弦交流电。
02 03
详细描述
三相交流电路是指电源和负载之间的电压和电流在三个相位上变化的电 路。在稳态分析中,需要计算各相的电压、电流和功率,并确定它们在 三相电路中的分布情况。
总结词
考虑三相阻抗、三相感抗和三相容抗对电路的影响。
三相交流电路稳态分析
• 详细描述:在三相交流电路中,三相阻抗、三相感抗和三相容 抗是影响各相电压和电流分布的重要因素。三相阻抗包括电阻、 电感和电容在三相电路中的作用,而三相感抗和三相容抗则是 由于电感和电容产生的磁场和电场对电流的阻碍作用。
解决实际工程问题
在实际的电力系统和电子设备中,正弦交流电的应用非常广泛。因此,对正弦交流电电路 稳态分析的研究有助于解决实际工程问题,提高电力系统和电子设备的性能和稳定性。
推动相关领域的发展
正弦交流电电路稳态分析涉及到多个学科领域,如电路理论、电磁场理论、控制系统理论 等。因此,对正弦交流电电路稳态分析的研究有助于推动相关领域的发展,促进多学科交 叉融合。

正弦交流电的解析式

正弦交流电的解析式

正弦交流电的解析式
正弦交流电的解析式是表示正弦交流电振幅和相位的数学公式。

这个数学公式
可以帮助我们消除单相电路中的不良因素,以及研究在不同闭合点时电流、电压、功率等物理量变化情况。

正弦交流电的解析式为:V(t) = Vm·sin (ω·t + α),其中,Vm 是正弦交流电的最大电压振幅,ω 是角频率,α 是相位差。

角频率的含义就是每秒在此信号传播的角度值,它决定了正弦波的频率与周期。

可以计算出,2π ω 是一个时间周期所用的秒数,一个时间周期就是指单位电压
变化从最高值(正极)回到最低值(负极)所用时间,其中ω 的值变化于 0 到
2π ω 之间,α 是正弦波相位差,用来描述电压或电流的时间位置,它的取值范围是 0 到2π。

正弦交流电的解析式可以用来计算正弦交流电的时域和频域特性,此外正弦交
流电的解析式还可以计算出有效电压、频率和角功率的变化情况。

要进一步了解正弦交流电的解析式,我们还需要熟悉电子学和电路分析中的其他概念,尤其是电路中的相位差、频率、有效值、功率因素和功率损耗等特性和概念。

交流电基本概念及正弦交流电的性质分析

交流电基本概念及正弦交流电的性质分析

交流电基本概念及正弦交流电的性质分析交流电是我们日常生活中常见的一种电流形式,相对于直流电,它具有独特的特性和应用。

本文将对交流电的基本概念进行介绍,并重点分析正弦交流电的性质。

交流电的基本概念交流电的定义交流电是指电流方向和大小随时间变化的电流,其电压和电流的变化呈周期性的规律。

在交流电路中,电荷在一个方向上来回振动,形成交流电流。

交流电的产生交流电可以通过变压器、发电机等设备产生。

发电机通过旋转磁场感应导线产生电流,而变压器则通过变换电压的方式实现交流电的供应。

交流电的优点交流电在输送和分配上具有很多优点,如可以通过变压器实现电压和功率的调节,传输损耗小等。

正弦交流电的性质分析正弦波的特点正弦交流电是一种周期性的波动形式,其电压和电流随时间呈正弦变化。

正弦波具有振幅、频率和相位的概念,通过这些参数可以完全描述正弦波的性质。

交流电的频率和周期交流电的频率是指单位时间内周期性变化的次数,单位为赫兹。

而周期是指一个完整波形所经历的时间。

频率和周期之间有倒数的关系,即频率等于周期的倒数。

交流电的振幅和有效值交流电的振幅表示交流电波形中单位电压或单位电流的最大值。

有效值是指交流电对应于等效直流电的大小,它是使得交流电和直流电在同一电路中具有相同效果的电压或电流值。

交流电的相位交流电波形的相位表示波形在一个周期内的位置,可以用角度来描述。

相位差是指两个交流电波形在同一时刻的偏移量,可以用来分析波的同步情况。

结语交流电是电路学习的重要内容,正弦交流电具有丰富的性质和应用。

通过对交流电的基本概念和正弦交流电的性质进行分析,可以更深入地理解交流电的特点和运用。

希望本文能对读者有所帮助,谢谢!稿文结束声明:本文内容纯属虚构,如有雷同,纯属巧合。

正弦交流电的研究实验报告

正弦交流电的研究实验报告

正弦交流电的研究实验报告
实验目的:通过实验了解正弦交流电的基本特性。

实验仪器:交流电源、交流电桥、正弦波发生器、示波器、电阻、电容等元件。

实验步骤:
1. 搭建实验电路,将交流电源接入交流电桥,将电阻和电容分别连接在交流电桥两端,并接上示波器。

2. 调节正弦波发生器产生相应频率的正弦波信号,打开交流电源,观察示波器显示的波形,测量电阻和电容的电压、频率和相位差等参数。

3. 调整正弦波频率和电阻电容的数值,观察波形变化,记录实验结果。

实验结果与分析:
1. 实验中观察到的波形为正弦波形,即电压随时间呈周期性变化,符合正弦交流电的基本特性。

2. 测量得到的电阻和电容的电压、频率和相位差等参数,可以用来计算电路中的电流、阻抗、电势差等物理量,进一步研究电路的行为特性。

3. 调整电路参数后观察到的波形变化,可以进一步了解电路的特性,如频率响应、幅频特性、相位差等等。

结论:
通过实验,我们了解了正弦交流电的基本特性,学会了利用电路参数测量仪器进
行电路参数测量,并初步研究了电路的行为特性。

对于电气、电子、通信等领域的学习和应用都有一定的意义和价值。

正弦交流电的研究实验报告

正弦交流电的研究实验报告

正弦交流电的研究实验报告正弦交流电的研究实验报告示例如下:实验目的:本实验旨在研究正弦交流电路的特性,包括其波形、振幅、频率、相位等参数。

实验方法:本次实验采用交流电源供电,并使用示波器、频率计等设备测量正弦交流电路的参数。

实验步骤:1. 准备电路元件:本实验使用的交流电源为整流式电源,输出电压为6.3V,电源滤波电容为100uF。

此外,我们还准备了三端稳压器、信号发生器、示波器等设备。

2. 搭建电路:首先使用三端稳压器将6.3V的电源电压转换为2.5V的直流电压,然后将直流电压连接到信号发生器的输入端口,产生正弦波信号。

接着,我们将信号发生器的输出电压连接到示波器的输入端口,观察正弦波信号在示波器上的波形表现。

3. 测量波形振幅:使用频率计测量正弦波信号的频率,并使用示波器测量信号的振幅。

具体步骤如下:将信号发生器的输出电压连接到示波器的输入端口,观察示波器上的信号波形,记录信号波形的振幅值。

然后,使用频率计测量信号发生器的输出电压频率,计算正弦波信号的振幅值。

4. 测量波形相位:使用相位计测量正弦波信号的相位。

具体步骤如下:将信号发生器的输出电压连接到示波器的输入端口,观察示波器上的信号波形,然后将信号发生器的输出电压通过相位计测量器测量相位,计算正弦波信号的相位。

5. 分析实验结果:分析实验结果,记录正弦交流电路的参数,如波形振幅、频率、相位等,并绘制正弦交流电路的波形图。

实验结论:通过本次实验,我们成功地研究出了正弦交流电路的波形、振幅、频率、相位等参数。

实验结果表明,正弦交流电路的波形具有周期结构,振幅随频率的增加而增加,相位与频率成反比。

我们还发现,正弦交流电路的相位差可以影响其工作的稳定性,应根据具体情况选择合适的电路元件和拓扑结构。

正弦交流电原理

正弦交流电原理

正弦交流电原理
正弦交流电原理是指电流和电压都按照正弦函数变化的交流电。

在正弦交流电中,电流和电压的大小和方向都会随着时间的推移而变化。

正弦交流电的特点是周期性的变化,频率是单位时间内完成一个周期的次数。

正弦交流电的实际表现是一个周期性的变化,即从最大正值到最大负值,然后再回到最大正值。

这个周期的时间称为周期T,频率f则是指单位时间内周期的个数。

频率和周期之间的关系
可以用公式f=1/T表示。

正弦交流电的周期性变化是由交流电源产生的。

交流电源通常使用发电机或逆变器的原理来产生。

交流电源可以通过改变电流的方向和大小来产生正弦交流电。

在正弦交流电流中,电流和电压的变化是相互关联的。

根据欧姆定律,电流和电阻之间存在线性关系,即I=V/R,其中I是
电流,V是电压,R是电阻。

在正弦交流电中,电流和电压的
关系可以用复数表示,即I=I0*sin(ωt)和V=V0*sin(ωt+φ),其
中I0和V0分别是电流和电压的最大值,ω是角频率,t是时间,φ是相位差。

正弦交流电的频率是非常重要的,不同设备和电路对频率的要求也不同。

在国际标准中,交流电的频率通常为50Hz或
60Hz。

这意味着电流和电压的周期是每秒50次或60次。

正弦交流电在电力系统中得到广泛应用。

它可以被转换为直流
电,供应给各种家用电器和工业设备使用。

同时,正弦交流电的特性也决定了它在信息传输和通信中的重要性。

因此,正弦交流电的原理对于我们理解和应用电力系统和电子通信技术非常重要。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

A makes angle φ with B: A与B之间 成φ夹角 这个正弦时间函数可用如下的矢量形 式表示。通过在笛卡尔坐标系的右侧 MON(如图1所示)区域内,取恰当 的比例画出矢量Vm,以便于代表该量 的幅值Vm,并与横坐标形成φ角(逆 时针方向为正,顺时针方向为负)。
New Words & Expressions:
恒定角速度
角频率 瞬时值

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Instantaneous values of v, as projections of the vector on the vertical axis NN’, can also be obtained by holding the vector Vm stationary and rotating the axis N’N clockwise at the angular velocity ω, starting at time t=0. Now the rotating axis N’N is called the time axis.

Hence :(Eq.2) The r.m.s. (effective) values of e.m.f. and voltage are
New Words & Expressions:
peak values 峰值

In dealing with periodic voltages and currents, their r.m.s. (effective) value are usually meant, and the adjective “r.m.s.” or “effective” is simply implied.


New Words & Expressions:
sinusoidal alternating electricity 正弦交流电 effective values 有效值
r.m.s. values = root mean square values 均方根值 square平方

This calls for knowledge of what is known as the root mean square (or effective) current defined as (Eq.1)
D.C. circuit=direct current circuit 直流电路

It can be represented in vector form as follows. Using a righthand set of Cartesian coordinates MON (Fig.1), we draw the vetor Vm to some convenient scale such that it represents the peak value Vm and makes the angle φ with the horizontal axis OM (positive values of φ are laid off counter-clockwise, and negative, clockwise).
在一复数平面内,取MM’和NN’分别为实数轴和虚数轴,矢 量Vm可用一复数来表示,该复数的绝对值(即模)等于 Vm,其相位角等于φ。此复数称为某一已知正弦量的复数 峰值。 New Words & Expressions:

real quantity
实量
imaginary quantity 虚量
absolute value 绝对值
瞬时值v(即矢量在纵坐标N’N上 的投影)也能通过以下方法得到: 即令矢量Vm不动,将轴N’N以角 速度ω从t=0开始顺时针旋转,此 时旋转的轴N’N称为时间轴。

In each case, there is a single-valued relationship between the instantaneous value of v and the vector Vm. Hence Vm may be termed the vector of the sinusoidal time function v. Likewise, there are vectors of voltages, e.m.f.s, currents, magnetic fluxes,etc. 两种情况下,瞬时值v和矢量Vm之间都存在单值关系。因 此,Vm便可称为正弦时间函数v的矢量。同理,还有电压 矢量、电势矢量、电流矢量、磁通矢量等。 New Words & Expressions:
现在假设从t=0开始,矢量Vm绕着 原点O以等于角频率ω的恒定角速 度逆时针旋转。则t时刻矢量与横 坐标轴OM形成ωt+φ的夹角。它 在纵轴NN’上的投影便表示在已选 用的比例尺下的瞬时值v。 New Words & Expressions:
constant angular velocity
angular frequency instantaneous value
clockwise 顺时针方向
counter-clockwise 逆时针方向

Now we imagine that, starting at t=0, the vector Vm begins to rotate about the origin O counter-clockwise at a constant angular velocity equal to the angular frequency ω. At time t, the vector makes the angle ωt+φ with the axis OM. Its projection onto the vertical axis NN’ represents the instantaneous value of v to the scale chose.
New Words & Expressions:
steady direct current 恒稳直流电

Let us establish the relationship between the r.m.s. and peak values of a sinusoidal current, I and Im


New Words & Expressions:
sinusoidal time function正弦时间函数 complex number 复数 vector 矢量 magnetic flux磁通 sinusoidal quantity 正弦量
A.C. circuit=alternating current circuit 交流电路
complex plane 复平面
modulus 模
complex number 复数
Unit4 Analysis of Sinusoidal Alternating Electricity
——正弦交流电的分析

R.M.S. (Effective) Values of Current and Voltage——电压和电流的有效值
The force between two current-carrying conductors is proportional to the square of the current in the conductors. The heat due to a current in a resistance over a period is also proportional to the square of that current. 两载流导体之间的作用力与导体中的电流的平方成正比 。某段时间内电流通过一个电阻所产生的热量也正比于 电流的平方。

在涉及交流电压和电流时,通常指的值就是其 均方根(有效)值,同时将限定词“均方根( 有效)”几个字略去,并不明指。
Representation of Sinusoidal Time Functions by Vectors and Complex Number正弦时间函数的矢量和复数表示法


A.C. circuit analysis can be greatly simplified if the sinusoidal quantities involved are represented by vectors or complex numbers. Let there be a sinusoidal time function (current, voltage, magnetic flux and the like): 如果所涉及的正弦量用矢量和复数表示,便可大大地简化交流电 路的分析。 设一正弦时间函数(电流、电压、磁通等)

The heat developed by a current i in a resistance r in time dt is (Eq.)
这便引出通常所说的均方根(或有效值)电流的 概念,其定义如下:(Eq.1) 在dt时间里电流i通过电阻r产生的热量为(Eq.)





It follows that the r.m.s. (effective) value of an alternating current is numerically equal to the magnitude of the steady direct current that would produce the same heating effect in the same resistance and over the same period of time. 句型It follows that …译为“由此得出…”。宾 语从句里面含有一个定语从句。 由此可得出,交流电的均方根(或有效)值等于 在相同电阻、相同时间内产生相同热量的恒稳直 流电的大小。
相关文档
最新文档