交流电的基本概念
单相交流电路
单相交流电路
• 例1:已知一交流电表达式为 u=220sin（314t＋1200）， 试求其频率。
单相交流电路
单相交流电路
• 例 2：已知电阻 R＝ 100Ω，两端电压 u＝ 10√-2sin 314t V，试求通 过电阻的电流有效值。
例3：已知电阻 R＝ 100Ω，两端电压为 u＝10√-2sin 314t V，试求通过电阻的电流瞬时值。
Hale Waihona Puke 单相交流电路• 周期单位换算
1m s 103 s 1us 106 s 1ns 109 s
• ②频率 交流电1秒钟内重复的次数称为频率，用字母f表示。其
单位是赫兹，简称赫，用字母Hz表示。如果交流电在1秒钟内变化 了一次，我们称该交流电的频率是1赫兹。比赫兹大的常用单位是 千赫（KHz )和兆赫（MHz ).
1KH Z 103 H Z 1MH Z 106 H Z
单相交流电路
• 根据周期和频率的定义可知，周期和频率互为倒数，即
f 1 1 或T T f
• •
•
如我国工农业及生活中使用的交流电频率为50Hz（习惯上称为工频），其周期 为1/50=0.02秒。 ③角频率 在式e=BVL=BmVLsinα中，角度α的大小反映着线圈中感生电动势 大小和方向的变化。这种以电磁关系计量交流电变化的角度称为电角度。当然 电角度并不是在任何情况下都等于线圈实际转过的机械角度，只有在发电机的 两个磁极中的电角度才等于机械角度（因为发电机的磁极是被设计成特殊形状 的：在磁极中心处磁感应强度最强，在中心两侧磁感应强度按争先规律逐渐减 小。） 1 1 f 或T T f 所谓角频率（即电角速度）是指交流电在1秒钟内变化的电角度，用字母 ω表 示，单位是弧度/秒（rad/s)。如果交流电在1秒钟内变化了1次，则电角度正好 变化了2π弧度，也就是说该交流电的角频率ω= 2π弧度/秒。若交流电1秒钟内 变化了f次，则可的角频率与频率的关系式为 ω= 2πf
三相交流电与旋转磁场的对应关系
三相交流电与旋转磁场的对应关系
摘要：
1.三相交流电的基本概念
2.旋转磁场的形成原理
3.三相交流电与旋转磁场的对应关系
4.旋转磁场的应用
正文：
一、三相交流电的基本概念
三相交流电是指由三个频率相同、振幅相等、相位差120°的正弦波电压或电流组成的电力系统。
在三相交流电中，每个相位之间的电压和电流都会随着时间的推移而发生变化。
在我国，电力系统中使用的三相交流电的频率一般为50Hz。
二、旋转磁场的形成原理
旋转磁场是指在空间中，随着时间的推移而旋转的磁场。
在三相交流电机中，旋转磁场的形成与电机定子绕组通入三相交流电有关。
当三相交流电通入定子绕组时，会在定子绕组内产生电磁力，进而产生磁场。
这个磁场会随着时间的推移而旋转，且其旋转方向与通入定子绕组的三相交流电的相序有关。
三、三相交流电与旋转磁场的对应关系
三相交流电与旋转磁场之间的对应关系主要体现在以下几个方面：
1.频率：旋转磁场的转速与交流电的频率成正比。
频率越高，旋转磁场的转速越快。
2.极对数：旋转磁场的转速与极对数成反比。
极对数越多，旋转磁场的转
速越慢。
3.相序：旋转磁场的旋转方向与通入定子绕组的三相交流电的相序有关。
当相序改变时，旋转磁场的旋转方向也会发生改变。
四、旋转磁场的应用
旋转磁场在电机、发电机等电力设备中具有广泛的应用。
旋转磁场可以用来产生转矩，使电机旋转，也可以用来切割线圈，产生电流，从而实现电能的转换。
交流电基本概念
正弦交流电1.7.5实训任务一正弦交流电的基本概念实训任务一正弦交流电的基本概念观察与思考图6－1－1（a）所示是用示波器观察到的直流电压的波形，图6－1－1（b）所示是通过示波器观察到的正弦交流电压的波形，你能说说什么是正弦交流电？正弦交流电与直流电相比有什么特点？由图6－1－1可知，直流电的大小和方向都不随时间变化，用示波器观察它的波形是一条直线。
而正弦交流电的大小和方向都在随时间作周期性变化，并且是按正弦规律变化的。
图6－1－1用示波器观察到的直流电与交流电波形一、正弦交流电在交流电路中，电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化，这样的电压、电流分别称为交变电压、交变电流，统称交流电。
大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电称为正弦交流电，如图6－1－2（c）所示。
大小和方向随时间不按正弦规律变化的，称为非正弦交流电，常见的有矩形波、三角波等，如图6－1－2（a）、（b）所示。
图6－1－2几种常见的交流电波形图（a）矩形波；（b）三角波；（c）正弦交流电二、瞬时值与波形图交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，称为交流电的瞬时值，分别用小写字母u、i来表示。
在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。
通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。
另外，在交流电路中，随时间变化的量用小写字母表示，如随时间变化的电压、电流、电动势和功率的瞬时值，分别用u、i、e、p表示；不随时间变化的量用大写字母表示，如电压、电流、电动势的有效值和有功功率，分别用大写字母U、I、E、P表示。
思考与练习1．____和____都随时间按____作周期性变化的交流电称为正弦交流电。
2．交流电在变化的任一瞬间，都有确定的大小和方向，称为交流电的____值，通常用____表示。
22v交流电波形详解 -回复
22v交流电波形详解-回复22V交流电波形详解交流电是我们日常生活中广泛使用的电流类型之一。
交流电的波形是指随时间变化的电压或电流的图形表示。
在本文中，我们将对22V交流电的波形进行详细解析。
首先，让我们来了解一下交流电的基本概念。
交流电是指电流方向和大小都随时间变化的电流。
它的波形通常以正弦曲线的形式表示。
交流电的波形可以通过使用示波器等仪器进行测量和观察。
接下来，我们将详细介绍22V交流电的波形。
首先，我们需要知道22V 表示交流电的电压大小。
V代表伏特，是电压的单位。
因此，22V表示每个周期内的电压峰值为22伏特。
对于22V交流电的波形，它的图形呈现正弦曲线。
正弦曲线是一种平滑的曲线，可以描述交流电在不同时间点的电压或电流值。
22V交流电的正弦波形可以通过以下公式来表示：V(t) = Vp * sin(ωt + φ) 。
其中V(t)表示在时间t的电压值，Vp表示峰值电压，ω表示角频率，t表示时间，φ表示相位差。
在这个公式中，峰值电压Vp等于22V，角频率ω表示一个周期内的角度变化速率。
对于正弦波形，角频率可以通过公式ω= 2πf 来计算，其中f表示频率。
22V交流电的频率通常是50或60赫兹。
相位差φ指示了波形相对于某一参考点的偏移程度。
相位差可以用角度或时间表示。
在22V交流电的波形中，相位差的具体数值取决于具体的情况。
除了正弦波形外，交流电的波形还可以是其他形式，例如方波、锯齿波等。
这些波形通常在特定的应用中使用，例如数字电路和音频信号处理等。
在实际的电路中，22V交流电的波形通常会经历变换和调整。
这些变换和调整可以通过电阻、电容和电感等元件来实现。
此外，电路中的放大器、滤波器和调制器等设备也可以对22V交流电的波形进行处理和改变。
总结起来，22V交流电的波形是一种正弦曲线，其图形可以通过公式V(t) = Vp * sin(ωt + φ)来描述。
峰值电压Vp等于22V，角频率ω与频率f相关。
正弦交流电
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(2) 平均功率(有功功率)P
i
瞬时功率在一个周期内的平均值
+
u
1T
1T
P T 0 p dt T 0 u i dt
大写 1 T 1
p
_ p
R
T
0 2 UmIm(1 cos 2ω t)dt
P
1T
UI(1 cos2ω t)dt UI
T0
O
ωt
P U I I 2R U 2 单位:瓦（W）
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(3)相量的两种表示形式
相量式: U Uejψ U ψ U( cos ψ jsin ψ)
相量图: 把相量表示在复平面的图形
可不画坐标轴
I
U
（4）只有同频率的正弦量才能画在同一相量图中。
(5)相量的书写方式 • 模用最大值表示 ，则用符号：
U m 、Im
• 实际应用中，模多采用有效值，符号： U 、I
i 10 sin ( ω t 60)？A
最大值
4 2 sin (ω t 30 )A？
瞬时值
4.已知：
U 100 15V
U 100V ？负号 ？ U 100 ej15 V
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2.3 电阻元件、电感元件与电容元件
2.3.1 电阻元件
1 电压与电流的关系
u Ri
2 电阻元件的参数
i 2π
O
ωt
T
周期 T：变化一周所需要的时间（s）
频率 f ：1s 内变化的周数（Hz）
f
=
1 T
角频率ω： 正弦量 1s 内变化的弧度数
ω = 2πf
=
2π T
交流电的基本概念
课题：正弦交流电的基本概念新课导入：提问：什么是直流电?答：把大小方向不随时间变化的电流、电压和电动势统称为直流电。
如图3-1-1所示 导入：什么是交流电?答：大小和方向随时间做周期性变化的电流、电压和电动势统称为交流电。
如图3-1-2----3-1- 4所示课题：交流电的基本概念【教学目的】一．知道什么是正弦交流电；二．知道正弦交流电是怎样产生的；三．熟悉正弦交流电的【教学重点】【教学难点】相位、初相位正弦交流电的三要素一、交流电与正弦交流电二、正弦交流电的产生1.电的分类 直流电交流电 恒定直流：大小和方向都不随时间变化脉动直流：大小随时间变化而方向不变正弦交流电：大小和方向按正弦规律变化非正弦交流电：大小和方向不按正弦规律变化 2.直流电与交流电的根本区别直流电的方向不随时间的变化而变化交流电的方向随着时间的变化而变化e ab =B m sin αl ab V e cd =B m sin αl cd V l ab =l cd =le=e ab ＋e cd =2 B m l V sin α e=2 B m l V sin （ωt ＋φ0）令： 2 B m l V = E m 则：e= E m sin （ωt ＋φ0）1．最大值：正弦交流电瞬时值中最大的值（max ）正弦交流电的瞬时值：正弦交流电在某一时刻的值就是这一时刻的瞬时值。
由图3-1-8可写出正弦交流电流瞬时值的表达式为：i = I m sin ωt式中I m 是瞬时值中最大的值称为交流电流的最大值。
则：电动势e 的最大值记作E m 电压u 的最大值记作U m2. 正弦交流电的周期、频率与角频率。
①、周期：正弦交流电变化一周所需用的时间。
用符号Ｔ来表示，单位：秒（Ｓ）②、频率：正弦交流电在1秒内重复变化的周数（次数）用符号ｆ来表示，单位为赫兹（Ｈｚ）或周（ｃ）频率的换算单位：千赫（ＫＨｚ）、兆赫（ＭＨｚ）换算关系：1kHz = 103 Hz 1MHz = 103 kHz = 106 Hz③角频率：正弦交流电每秒内变化的电角度。
《高中物理课件：交流电路》
串联电路中的电流分配
探讨串联电路中电流分配的原理。
并联交流电路的等效阻抗与电流计算
1
并联电路特点
了解并联电路的特点和应用。
2
计算并联电路等效阻抗
教授如何计算并联电路的等效阻抗。
3
并联电路中的电流分配
探讨并联电路中电流分配的原理。
பைடு நூலகம்
正弦波
学习如何用正弦波表示交流电。
方波
了解方波表示交流电的特点。
三角波
探索三角波在交流电中的应用。
交流电的频率与周期
1
周期计算
2
学习如何计算交流电的周期。
3
频率定义
解释交流电频率的概念。
常见频率值
介绍常见交流电的频率范围。
交流电的均方根值
1 什么是均方根值？
讲解均方根值的定义和重 要性。
2 均方根值的计算
3 复数的意义
了解复数表示法在交流电 路分析中的应用。
电阻、电感、电容在交流电路中的作用
1
电阻
研究电阻在交流电路中的功率损耗。
电感
2
揭示电感在交流电路中的感应作用。
3
电容
探索电容在交流电路中的储能特性。
串联交流电路的阻抗与电流计算
什么是串联电路？
学习串联电路的定义和特点。
计算串联电路总阻抗
教授如何计算串联电路的总阻抗。
高中物理课件：交流电路
交流电路是高中物理中的重要知识点之一，通过本课件，你将深入了解交流 电的特点、波形表示以及在电路中的作用等内容。
交流电的基本概念
1 交流电是什么？
了解交流电的定义和基本特点。
3 交流电的来源
揭开交流电的发电原理。
交流电知识学习基础
交流电知识学习基础简称“交流”。
一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。
它的最基本的形式是正弦电流。
我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。
交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。
不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。
以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的迭加。
正弦电流（又称简谐电流），是时间的简谐函数i=Imsin（ωt+φ0）当线圈在磁场中匀速转动时，线圈里就产生大小和方向作周期性改变的交流电。
现在使用的交流电，一般是方向和强度每秒改变52赫兹。
我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。
在实用中，交流电用符号"~"表示。
电流i随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电需用频率、峰值和位相三个物理量来描述。
交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率（或能量）的分配问题。
由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。
在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。
【交流电的频率和周期】频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量。
即交流电每秒钟变化的次数叫频率，用符号f表示。
它的单位为周／秒，也称赫兹常用“Hz”表示，简称周或赫。
例如市电是50周的交流电，其频率即为f=50周／秒。
对较高的频率还可用千周（kC）和兆周（MC）作为频率的单位。
1千周（kC）=103周／秒1兆周（MC）=10千周（kC）=106周／秒例如，我国第一颗人造地球卫星发出的讯号频率是20.009兆周，亦即它发出的是每秒钟变化20.009×106次的交变讯号。
交流电正弦电流的表示式中I = Imsin（ωt+φ0）中的ω称为角频率，它也是反映交流电随时间变化的快慢的物理量。
角频率和频率的关系为ω=2πf。
交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述。
正弦交流电知识
交流电的基本概念交流电可分为正弦交流电和非正弦交流电。
正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律周期性变化，通常所说的交流电就是指正弦交流电。
1. 正弦交流电（1）正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生的。
（2）正弦交流电的三要素①瞬时值、最大值、有效值图1 正弦交流电波形瞬时值：正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示，如i、u分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的瞬时值。
峰值：正弦波上幅度最大点的值称为峰值。
峰值有两个，其中一个峰值为正，另一个峰值为负，两者大小相等。
峰-峰值：两个峰值之间的垂直量称正弦交流电的峰-峰值，如图2所示。
峰值的绝对值称正弦交流电的最大值，反映正弦交流电大小变化的范围，用大写字母加下标m表示，如I m、U m分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的最大值。
图2 正弦波的峰-峰值有效值：相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。
I＝0.707I m U＝0.707U m一般电气设备上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。
当给定或测量交流电压、交流电流时，除非特别说明，也都是指有效值。
大多数仪表都能测量显示交流电压、交流电流的有效值。
②相位角、初相角在实际应用中，正弦波的相位通常用转子线圈旋转了多长时间来表示。
如果1秒钟转子线圈旋转了ω电角度，则t时间正弦波的相位为：Φ＝ωt＋φ其中，Φ称为相位角，φ称为初相角③周期、频率、角频率周期：正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。
周期的单位是秒（s）。
频率：指1秒钟循环的次数，用f表示。
频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。
角频率：指1秒钟变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。
关系：2πf（3）正弦交流电的表示三角函数法：u＝U m sin（ωt＋φu）＝U sin（ωt＋φu）i＝I m sin（ωt＋φi）＝I sin（ωt＋φi）波形图表示法：图3 正弦交流电的波形表示2. 三相正弦交流电正弦交流电有单相正弦交流电和三相正弦交流电两种，实际应用中的单相正弦交流电只是三相正弦交流电中的某一相。
交流电路中的电压和电流关系
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目录
01 交 流 电 路 的 基 本 概 念
03 电 压 和 电 流 的 测 量 05 电 压 和 电 流 的 调 节
与控制
02 电 压 和 电 流 的 关 系 04 电 压 和 电 流 的 功 率
电磁干扰的传播途径
辐射干扰：通过空间电磁场传播，影响电子设备性能 传导干扰：通过导电介质传播，影响电子设备正常工作 感应耦合：通过磁场变化感应出干扰电压或电流，影响电子设备工作 静电放电：瞬间产生高压静电，对电子设备造成干扰或损坏
电磁干扰的抑制方法
屏蔽技术：通 过金属材料将 电磁干扰隔离 在一定区域内
交流电的应用
家电设备：如电冰 箱、洗衣机、空调 等
工业生产：电动机、 电焊机、电动工具 等
交通运输：电力机 车、电动汽车、飞 机等
电力系统：发电、 输电、配电等
Part Two
电压和电流的关系
电压和电流的相位关系
电压和电流的相位差：描述电 压和电流在时间上的相对位置， 影响交流电路的性质
相位差与功率因数：解释相位 差对交流电路功率因数的影响， 以及如何提高功率因数
电流的测量
电流表：用于测量交流电路中的电流值 测量方法：串联在电路中，读取表盘上的数值 注意事项：选择合适的量程，避免电流过大烧毁电流表 测量单位：安培（A）
相位差的测量
定义：相位差是指 交流电信号在任意 时刻的瞬时值与其 基准值之间的角度 差
测量方法：使用相 位测量仪表或示波 器观察两个信号的 相位差
意义：相位差对于 交流电路的性能和 稳定性具有重要影 响
影响因素：电源频 率、阻抗和感抗等 参数都会影响相位 差
直流、交流电路基本知识
直流电路基本知识一、基本概念1．电流：电荷有规则的移动就形成电流。
按照规定：导体中正电荷运动的方向为电流的方向。
并定义：在单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度（简称电流）。
电流用符号“I ”表示, 电流的基本单位为A （安）。
2．电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻。
电阻用符号“R ”表示，电阻的基本单位为Ω（欧）。
3．欧姆定律部分电路欧姆定律：不含电源的电路称为无源电路。
在电阻R 两端加上电压U 时，电阻中就有电流I 流过，三者之间关系为：I=RU 全电路欧姆定律：含有电源的闭合电路称为全电路。
电动势E 、内电阻r 、负载电阻R 电流I 之间关系为：I=rR E + 4．电功与电功率电功：电流所做的功叫电功，用符号A 表示。
电功的数学式为：R t U Rt I IUt A 22=== 若电压单位为V ，电流单位为A ，电阻单位为Ω，时间单位为s ，则电功的单位为J （焦）。
电功率：单位时间内电流所做的功叫电功率，用符号P 表示，即：P ＝tA 若电功单位为J ，时间为s ，则电功率的单位为J/s ，又称W （瓦）。
二、电阻的串联、并联1．电阻的串联 将电阻依次首尾连接，组成无分支的电路，叫做电阻的串联。
图1-1-1为三个电阻的串联电路。
电阻串联电路具有以下特点：（ 1）流过每一个电阻的电流都相等。
（2）电路的总电压等于各个电阻上电压的代数和，即：U=U 1+U 2+U 3（3）电路的等效电阻等于各串联电阻之和，即：R ＝R 1+R 2+R 3。
因此图1-1-1a 电路可以用图1-1-1b 来等效替代。
（4）各电阻上分配的电压与各自电阻的阻值成正比，即U R R U n n = （5）各电阻上消耗的功率之和等于电路所消耗的总功率。
2．电阻的并联 将电阻两端分别连接在一起的方式叫电阻的并联。
图1-1-2为三个电阻的并联电路。
电阻并联电路具有以下特点：图1-1-1 图1-1-2（1）并联电路中各电阻两端电压相等。
电工基础(第五版)第五章劳动版
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
交流电的峰值和峰—峰值
(2)有效值
交流电的有效值
让交流电和稳恒直流电分别通过大小相同的电阻,如果在交流电的
一个周期内它们产生的热量相等,而这个稳恒直流电的电压是U ,电流 是I, U 、I 称为相应交流电的有效值。有效值用大写字母表示,如E、 U 、I。
二、电感器 1.电感器的结构、类型和符号
空心电感器 微调电感器
有磁心或铁心的电感器 有中心抽头的电感线圈
2.电感器的主要参数 (1)电感 (2)品质因数（ Q 值） 3.感抗—电感对交流电的阻碍作用
电感对交流电的阻碍作用称为感抗,用XL表示。感抗的单位
也是欧姆(Ω )。 感抗的计算式为
电感的感抗与频率的关系可以简单概括为：通直流,阻交 流,通低频,阻高频,因此电感也称为低通元件。
一、交流电的概念 交流电与直流电的根本区别是:直流电的方向不随时
间的变化而变化,交流电的方向则随时间的变化而变化。 电源只有一个交变电动势的交流电称为单相交流电。
稳恒直流电
正弦交流信号 电视机显像管 的偏转电流
直流电和交流电波形
计算机中的 方波信号
右图所示为某信号发生器输出的信号 电压,其大小和方向都按正弦规律变化,所 以称为正弦交流电。
§5—1 交流电的基本概念 §5—2 电容器和电感器 §5—3 单一参数交流电路 §5—4 RLC串联电路 §5—5 RLC并联电路
§5—1 交流电的基本概念
1.了解正弦交流电的产生和特点。 2.理解正弦交流电的有效值、频率、初相位 及相位差的概念。 3.掌握正弦交流电的三种表示方法。
正弦交流电路基本概念
电气工程系
v
v B
（5）再转过 线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置 相同，线圈中没有感应电动势．
电气工程系
从上面的 观 察知道，交流电 的 电流 强度与 产 生交流 电 的 线 圈位置 有关。那么电流强度与线圈位置之间有什么关系呢？ 当线圈转到其它任意位置时，产生的瞬时电动势又如何呢？ 从中性面开始，线框转过的角度为ωt 将v分解 v1＝vsimωt v1⊥B v2＝vcosωt v2∥B eab＝Blvsinωt a→b ecd＝Blvsinωt c→d
试求： 1.交流电的频率；
2.白炽灯的工作电阻；
3.白炽灯的有功功率。
电气工程系
解: 1.交流电的频率为
2.白炽灯的工作电阻为
3.白炽灯的有功功率为
电气工程系
§5-4 纯电感电路 一、电感对交流电的阻碍作用
接6V直流电源：灯泡HL1和HL2亮度相同 接6V交流电源：灯泡HL2明显变暗
②用来产生磁场的磁极
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机 转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
电气工程系
三、线圈转动时线圈中的电流特性
①中性面在垂直于磁 场 位置． 中性 面 ②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 a( b) d(c)
B
电气工程系
1、观察到线圈中电流方向是变化的 线圈从什么位置开始改变电流方向？ 线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变 一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中 电流方向改变两次． 我国使用的交流电的频率是50HZ，请问1s内电流方向改 变多少次？
电气工程系
五、正弦交流电的相位与相位差
1、相位 交流电动势 e Em sin(t 0 ) 中 ： 相位角是(t 0 ) ，也称为相位或相角； 初相位是 0 ，即t=0时的相位角，也叫初相或初相 位 e
电工与电子技术基础课件第三章正弦交流电
_
正弦交流电的优越性：
正半周
便于传输；易于变换
便于运算；
有利于电器设备的运行；
.....
负半周
二、正弦交流电的产生
正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a 所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和 转子组成，定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转 动的圆柱形铁心，在它上面缠绕着一匝线圈，线圈的两 端分别接在两个相互绝缘的铜环上，通过电刷A、B与 外电路接通。
1 F 106 F
1pF 1012 F
图3-17 电容器的图形符号
(2) 电容器的基本性质 实验现象1
1）图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电 源上，这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了，电流表的指 针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2）当电容器上的电压和外加电源电压相等时，充电就停止了， 此后再无电流通过电容器，即电容器具有隔直流的特性，直流 电流不能通过电容器。
1．电容器的基本知识 (1)电容器——是储存电荷的容器
组成：由两块相互平行、靠得很近而 又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号
电容量 C q
u 1）C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2）电容的SI单位为法［拉］, 符号为F; 1 F=1 C／V。
常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。
第一节 交流电的基本概念
一、交流电
交流电——是指大小和方向 都随时间作周期性的变化的
电动势、电压和电流的总称。
正弦交流电——接正弦规律 变化的交流电。
图3-1 电流波形图 a）稳恒直流 b）脉动直流
c）正弦波 d）方波
正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
交流电的基本概念
交流电的基本概念一、正弦交流电的产生正弦交流电是由交流发电机产生的，最简单的交流发电机示意图如下图所示：由于电枢表面的磁感应强度是按正弦规律分布的，所以产生的感应电动势也是按正弦规律变化的。
即e=E m sinα如线圈经电刷与外电路的负载接通，形成闭合回路，所以外电路中也就产生了相应的正弦电压和正弦电流，表示如下u=U m sinαi=I m sinα二、表征正弦交流电的物理量1.频率和周期正弦量每秒内变化的次（周）数，称为频率，用字母f表示，其单位为赫兹简称赫，用字母Hz来表示。
频率的其它单位还有千赫（KHz）、兆赫（MHz），它们的换算关系为：1KHz=103Hz1MHz=106Hz根据我国国家标准，供电系统采用的频率为50Hz，这个频率通常称为工业频率（简称为“工频”），另外，像美国、日本等国家的电网频率采用60Hz，通常收音机中波段的频率是530—1600KHz，短波段的频率是2.3－23MHz。
正弦量每变化一次（周）所需要的时间，称为周期，用字母T表示，其单位为秒（S）。
根据频率和周期的上述定义，它们之间有如下关系：我国工频为50Hz，则其周期为正弦量在1秒钟内变化的电角度，称为角频率，用字母ω表示。
正弦量变化一次，其电角度变化了2π弧度，1秒钟内共变化了f次，所以角频率可表示为其单位为弧度/秒（rad/s），对于工频50Hz来说，其角频率为314rad/s。
有了角频率ω的概念后，t秒钟正弦量变化的电角度可表示为α=ωt。
于是参照式（3-1），正弦交流电流、电压和电动势的表达式可表示为i=I m sinωt u=U m sinωt e=E m sinωt2.最大值与有效值正弦量在任一瞬间的值，称为瞬时值，习惯上用小写的字母来表示，如i、u、e等，见上式。
正弦量瞬时值中的最大者，称为最大值或幅值，习惯上用带下标m的大写字母来表示，如I m、U m、E m等。
在分析和计算交流电路时，为了有效地表示正弦量的大小，往往不是用它们的瞬时值或最大值来计量的，而是采用有效值来计量的。
220v是几相电几根线
220v是几相电几根线220v是我们常见的家用交流电电压，它在我们的日常生活中随处可见。
但是，一些朋友可能会对于220v到底是几相电几根线这个问题感到困惑。
本文将从几个方面对220v的相数、线数进行解释和分析。
首先，我们先来了解一下交流电的基本概念。
交流电的电压和电流是随时间变化的，它们的方向和大小都会不断改变。
在交流电中，有一个重要的参数叫做频率，用赫兹（Hz）来表示。
常见的电网频率是50Hz或60Hz，表示电流在1秒钟内的周期数。
在家庭用电中，我们常用的是220v的交流电。
这里的220v指的是电压的大小，它表示电流在交流时的最大值，也叫做峰值电压。
峰值电压与有效值电压之间存在一个固定的关系，对于纯正弦波的交流电来说，有效值电压等于峰值电压的0.707倍。
接下来，我们来解释一下几相电和几根线的概念。
几相电是指交流电中的相数，它表示交流电源同时提供多少个电压波形。
常见的家庭用电是单相电，即只有一个电压波形。
而工业生产中常用的是三相电，即有三个电压波形同时提供电能。
那么，几根线又是什么意思呢？根据不同的电路连接方式，电路中所需的导线数目也是不同的。
在单相电路中，一般需要两根线，即火线和零线。
火线是用来传输电能的，而零线则是用来形成回路的。
在三相电路中，一般需要三根线，即A相、B相和C相。
这三个相分别提供电能的正弦波形，它们之间的相位差是120度。
综上所述，220v是单相电，因此它在家庭用电中通常只需要两根线，即火线和零线。
通常火线的电压是220v，而零线的电压是零。
当然，在特殊情况下，家庭用电中可能会出现三相电路，这时候需要三根线，即A相、B相和C相，每个相之间的电压相差120度。
最后，我们还需要注意的是，电压和电流的大小并不代表能够传递的电能大小。
电能的大小取决于电压、电流以及功率的关系。
功率是电能传递的速率，它等于电压乘以电流。
因此，220v的电压并不意味着它可以传输更多的电能，电能的大小还需要考虑到电流的大小。
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上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式，也称 解析式。
正弦交流电压、电流等表达式与此相似。
+若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则
e Em sin(t 0 )
三、交流电的特点
正弦交流电——周期、频率、角频率 i
t
T
1.周期T：变化一周所需的时间（单位：秒、毫秒）
+ 非正弦交流电 ：一系列正弦交 流电叠加合成的结果
直流电,用大写字母表示,如E、U、I等 交流电,用小写字母表示,如e、u、i等
正弦电压与电流
➢在正弦电源激励下，电路中电压和电流均按正弦
规律变化，这样的电路称为正弦交流电路。
➢正弦电压或电流其大小与方向均随时间而周期 性变化，如右图所示。
u(i)
2.频率f： 每秒变化的次数（单位：赫兹、千赫兹
3.角频率ω：每秒变化的弧度（单位：弧度/秒）
f 1 T
2π 2π f
T
三、交流电的特点
例题：
1、50Hz的交流电，其周期和角频率各等于多少？
2、某正弦交流电流在0.05秒内变化了10周，求它的 周期和频率。
三、交流电的特点
正弦交流电——瞬时值、最大值、有效值
（t ）：正弦波的相位角或相位。
： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
t 初相位 ：给出了观察正弦波的起点或参考点
三、交流电的特点
两个同频率正i 弦i1 量间的相位i2 相比较(初相位差)
t
1
2
i1 Im1 sin t 1 i2 Im2 sin t 2
t 2 t 1 21
i
i
U
R
U
R
t (a)正弦波形
(b)正半周
(c)负半周
❖正弦交流电三个要素，即频率、幅值和初相位。
正弦交流电的产生设备
交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡 器产生。交流发电机主要是提供电能，振荡器
主要是产生各种交流信号。
正弦交流电的产生过程
整个线圈所产生的感应电动势为 e = 2Blvsinωt
交流电的基本概念
一、什么是交流电 二、交流电的产生 三、交流电的特点
它是一种能量。它不是凭空产生的，而是由其他能量，比 如水能、热能、机械能、原子能等转换来的。
发电厂 分类
水力 发电厂
火力 发电厂
原子能 发电厂
风能 发电厂
太阳能 发电厂
水力发电建厂受地形限制，必须在河流落差大的地方才能进行发电，易受时 间天气限制（干旱季节不能发电）。
i Im sin t
i 交流电的瞬时值，小写字母表示。
I m 交流电的最大值,大写小写
I 交流电的有效值，大写
* 用仪表测得的交流电压、电流值，就是被测物理量的
有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。
三、交流电的特点
正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为： 1
有效值 = 2 ×最大值≈0.707×最大值
当 =(1 – 2) > 0 时，称 i1 与 i2 越前角； 当 =(1 – 2) < 0 时，称 i1 与 i2 滞后角； 当 =(1 – 2) = 0 时，称 i1 与 i2 同相。
三、交流电的特点
e1超前e2
e1与e2同相
e1与e2反相
e1与e2正交
三、交流电的特点
例1 某正弦电压的有效值U=220V，初相 u=30；某正弦电流的有效值I=10A，初相 i=-60。它们的频率均为50Hz。试分别写出 电压和电流的瞬时值表达式，并画出它们的波 形。
太阳能取之不尽，用之不竭，运行成本很低，地面应用时有间歇性，在晚上 或阴雨天不能或很少发电。
交流电与直流电的根本区别是：直流电的方向 不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间 的变化而变化。
稳恒直流电
正弦交流电
电流
方波信号
+ 稳恒直流电 ：电压的大小和方 向都不随时间而变化
+ 正弦交流电 ：电压的大小和方 向按正弦规律变化
通过这组火力发电厂的图片，我们可以清晰的看到，传统的火电厂浓烟滚 滚，严重污染了我们的大气。
能源匮乏已经越来越成为人类社会发展的瓶颈，在高效低耗的核电站纷纷登 场的时候，核废料的处理又困惑着珍惜环境的人们。随着科学的发展，这一 问题现在已经得到解决，所以说核能是一种洁净安全的能源！
世界各国相继将发展再生能源列为重要目标，而在此情形下，风力发电厂 也就成为各国首选的能源发展重点。
解:电压最大值
电流最大值
电压瞬时值 电流瞬时值
u Um sin(t u ) 310sin(2ft u ) 310sin(314t 30 )V
i I m sin(t i ) 14.1sin(314t 60 )A
三、交流电的特点
正弦交流电—— 相位、初相、相位差
i 2I si1的波形
一、什么是交流电 二、交流电的产生 三、交流电的特点
安全用电 珍爱生命