交流电的基础知识
交流电知识
交流电基础知识一、电压等级1、安全电压：≦36V，，2、低电压等级：127V，220V，380V，660V等1000V以下低压3、中压：1140V,10KV等1000V-10KV叫中压4、高压：35KV----220KV5、超高压：330KV---750KV。
6、特高压。
1000kV为特高压电2007年2月5日我国首个1000kV特高压电压等级在武汉特高压交流试验基地诞生。
二、功率1、有功功率（平均功率）正弦交流电在一个周期内的平均功率为：P=I*VCOSϕ；cosφ 称为RLC电路的功率因数。
2、无功功率有功功率反映的是电路消耗的功率，而无功功率反映的是电路储能元件的能量交换情况，它等于能量变换的最大功率，计算可得：Q=I*VSINϕ感性负载：电动机等负载电流的相位是滞后于电压的，这类负载称为感性负载。
容性负载：电容器等负载电流是超前于端电压的，这类负载称为容性负载。
一般地电力用户功率因数为0.90及以上，其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上，趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。
凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。
用户可以接入无功补偿设备（电容性）来提功率因数。
3、视在功率在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达；因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换；所以称为视在功率。
交流电路中总电压与总电流有效值的乘积叫做视在功率，即：22S=P*Q I V+=三、负载对直流电路：电感L ，感抗L X =0 ；电容C ：容抗C X =∞ 对交流电路：电感L ，L X =j L ω；电容C ：C 1X =j C ω； 并联阻抗：1Z=R j L j Cωω RLC 电路：串联阻抗1Z=R+j L j C ωω+欧姆定律的相量表达式：U =I Z ∙∙已知：上图所示 u(t)=1202cos(100090)15,30,83.3t R L mL C Fμ︒+=Ω== 求ｉ（t ） (t+90)(t+90)(t+90)i90t (t+90)i90(t+180)t t t (t+127)U =120e /8e /120e /e 4120e *e =10e 10e 6e 8e 10e i i R i i L i i i C i i i R L C I U R I U j L L I U j C C I I I I j ωωωωωωωωωωωωωω∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙========-=++=-+=。
三相交流电基础知识
第四节 三相交流电路工业上应用最多的交流电是三相交流电。
单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。
三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。
一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生三相交流电一般由三相发电机产生。
其原理可由图1-46说明。
发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。
在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。
转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。
但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。
显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。
三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。
这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。
同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。
图1-46 三相交流电发电机示意图图1-47 三相交流电波形三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。
相序一般分为正相序、负相序、零相序。
最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。
最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。
如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：图1-48 三相交流电势相量图对称三相交流电动势的相量图，如图2-48所示。
二、三相三相电电源的接法源的接法 在生产中，三相交流发电机的三个绕组都是按一定规律连接起来向负载供电的。
通常有两种接法；一种是星形（Y）连接；另一种是三角形（△）连接。
（一） ） 星形星形星形连连接图1-49 三相交流电源的连接将电源三相绕组的末端U 2、V 2、W 2连接在一起，成为一个公共点（中性点），而由三个首端U 1、V 1、W 1分别引出三条导线向外供电的连接形式，称为星形（Y）连接。
交流电的基础知识资料
~ 220V 有效值 U = 220V
电源电压 最大值 Um =
电器
2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所 以不能用。
正弦波 特征量之二 -- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i I m sin t
描述变化周期的几种方法 1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒.. 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
1 f T
2 2 f T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期. 周期表明交流电变化 的快慢, 周期为: 我国交流电的
i sin 1000 t 30
I m 1A 1000 rad/s 1000 f 159 Hz 2 2 1 I 0.707A 2
初相位：
30
二 、 交流电路的功率和功率因数
电阻元件在交直流电路中都是限制电流的，从电 源取用能量，在这里就是电阻元件从电源取用电 能而转换为热能，这是一种不可逆的能量转换过 程，定义为有功功率。 电感元件和电容元件都是储能元件，它们与电源 间进行能量互换，是工作所需，但这对电源来说， 也是一种负担，对储能元件本身说，没有消耗能 量，故将往返于电源与储能元件之间的功率命名 为无功功率。
第十二章
交直流电的基础知识
第二节
交流电的基础知识
各种形式的交流电
交流电:电源电动势随时间作周期性变化
e(t )
简谐波 尖脉冲
交流电基础知识
交流电基础知识一、交流电简介交流电（Alternating Current，缩写为AC）是指电流方向和大小都随时间变化的电流。
与交流电相对的是直流电（Direct Current，缩写为DC），直流电的电流方向恒定不变。
二、交流电的特点1. 电流方向周期性变化：交流电的电流方向会在正向和反向之间周期性地变化。
2. 电流大小周期性变化：交流电的电流大小也会周期性地变化，呈现出正弦波形状。
3. 频率和周期：交流电的频率是指单位时间内电流方向变化的次数，单位为赫兹（Hz）。
周期是指电流方向变化一次所需要的时间，单位为秒（s）。
三、交流电的产生交流电可以通过发电机产生。
发电机中的转子由机械能驱动，通过旋转磁场的方式在线圈中感应出交流电。
四、交流电的表示交流电可以用正弦函数表示，即I=I0sin(ωt+φ)，其中I是电流的大小，I0是最大电流值，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。
五、交流电的单位1. 电流单位：交流电的电流单位是安培（A）。
2. 电压单位：交流电的电压单位是伏特（V）。
3. 频率单位：交流电的频率单位是赫兹（Hz）。
六、交流电的优势与直流电相比，交流电具有以下优势：1. 传输损耗小：交流电在输送过程中，可以通过变压器进行升压和降压，减少传输损耗。
2. 远距离传输：交流电可以通过变压器进行长距离传输，方便用电。
3. 适用范围广：交流电可以通过变频器进行调节，以满足不同设备的需求。
七、交流电的应用交流电在我们的日常生活中得到了广泛的应用，包括：1. 家庭用电：交流电为我们的家庭提供了照明、供暖、空调等各种用电设备的能量。
2. 工业生产：交流电在工业生产中被广泛应用，驱动各种机械设备，提供能源支持。
3. 通信技术：交流电在通信技术中扮演着重要的角色，例如电话、电视、互联网等。
八、交流电的安全注意事项在使用交流电时，我们需要注意以下安全事项：1. 避免触电：不要用湿手触摸电线或插头，以免触电。
2. 使用绝缘工具：在进行电路操作时，使用绝缘手套或绝缘工具，提高安全性。
交流电的基本概念与计算
交流电的基本概念与计算交流电是指电流方向和大小周期性变化的电流。
相对于直流电而言，交流电具有周期性变化的特点，它在电路中的传输和分配中起着重要的作用。
本文将介绍交流电的基本概念以及常见的计算方法。
一、交流电的基本概念交流电由电压和电流组成，它们随时间的变化而变化。
交流电有两个关键参数，即振幅和频率。
1. 振幅：振幅指交流电的峰值大小，通常用Vp表示。
在正弦曲线图中，振幅表示波峰或波谷到零点的距离。
2. 频率：频率是指单位时间内交流电信号经历的周期次数。
单位为赫兹（Hz）。
常见的电源频率为50Hz或60Hz。
二、交流电的计算方法在电力系统中，我们经常需要进行交流电的计算，包括电压、电流、功率以及阻抗等方面的计算。
以下是一些常见的交流电计算方法。
1. 有效值计算：有效值是交流电的大小标准，通常用Vrms表示电压有效值，Irms表示电流有效值。
对于正弦交流电来说，其有效值等于振幅的0.707倍。
2. 电阻功率计算：对于直流电路，电阻功率的计算方法为P=VI，即功率等于电压乘以电流。
而对于交流电路，由于电压和电流存在相位差，所以需要使用复数形式的功率计算公式：P=Re(VI*)，其中Re 表示取实部，V和I分别表示电压和电流的复数形式。
3. 相位角计算：交流电中，电压和电流的相位差对于电路中能量的传递和性能的影响很大。
相位角是指电压和电流的相位差的大小，通过相位角可以判断电路中的电压和电流的关系。
4. 阻抗计算：阻抗是用来描述交流电路中电阻、电感和电容对电流和电压的影响。
阻抗可以通过复数形式表示，计算公式为Z=|Z|<θ，其中|Z|表示阻抗的模值，θ表示相位角。
三、交流电的应用交流电在生活和工业中有广泛的应用。
以下列举一些常见的应用领域。
1. 交流电作为电力传输的基础：电力系统中的电压都是交流电，通过变压器可以将电压升高或降低，以满足不同的用电需求。
2. 交流电驱动电动机：交流电驱动电动机在工业生产中应用广泛，如空调、电梯、制造业等领域。
三相交流电基本知识
三相交流电基本知识三相交流电是日常生活中比较常见的电源方式，它特别适合发电、传动机械、加热设备、电炉、加热水器、水泵、空调、热水器和洗衣机等，其发展史也比较久远。
首先，三相交流电的概念。
三相交流电是一种特殊的电力系统，具有三个相位的电力供应，每个相位的电压和相位的频率相同，每个相位的电流可以上升到最大值，并且可以改变和调节相位的电压和频率。
其次，研究三相交流电的基础物理知识。
三相交流电的基础物理知识包括相位电压、频率、电流、功率、功率因素、有功功率、无功功率、阻抗、同步转矩等，这些知识熟悉也可以有效地了解三相交流电的原理和操作规程。
三相交流电的特点：(1)三相交流电具有高效的传动能力，可以获得有效的能量供应，并且可以带来一定的电磁效应。
(2)三相交流电具有稳定的电压和频率，可以确保使用的安全性。
(3)三相交流电具有较高的调压率，调压范围较宽，可以调节电压频率，便于使用。
(4)三相交流电具有低损耗特性，可以保证输出的功率，并且进行有效的能量利用。
三相交流电在日常生活中的应用：(1)发电。
三相交流电可以将原有的电力转换成有用功率，可用于发电设备的运转。
(2)传动机械。
三相交流电可以将电能转换为机械能，可用于机械设备的运转。
(3)加热设备。
三相交流电可以将电能转换为热能，可用于加热设备的运转。
(4)电炉、加热水器、电暖器、洗衣机、空调等家电设备。
三相交流电可以提供电能，可以满足家用电器的运行需求。
另外，三相交流电的安全使用也不可忽视，应该注意的有：（1）在使用三相交流电时，要确保接触电压安全，接触电压低于接线电压的10%是安全的。
（2）在使用三相交流电的时候，应该保证绝对的平衡，考虑到正确的相位角度以保证电路的可靠性。
（3）在使用三相交流电时，要注意观察电压频率，如果电压频率超过正常范围，则相关设备应该立即停止运行，以避免出现意外情况。
（4）三相交流电的接线要正确，不能混接，应按电路的要求正确接线，以免对电路造成损坏。
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。
交流电路中的电压电流关系知识点总结
交流电路中的电压电流关系知识点总结在电学领域，交流电路中的电压电流关系是一个重要且基础的概念。
理解这些关系对于分析和设计电路、解决实际的电气问题都具有至关重要的意义。
首先，我们来谈谈交流电路中最基本的元件——电阻。
在纯电阻交流电路中，电压和电流是同相位的。
这意味着它们同时达到最大值、最小值和零值。
电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系遵循欧姆定律，即电压等于电流乘以电阻（＄U ＝ I\times R$）。
例如，当通过一个 10 欧姆电阻的交流电流为 2 安培时，电阻两端的电压就是 20伏特。
接下来是电感元件。
电感在交流电路中会产生感抗，其大小与电感量和交流电的频率有关。
感抗（＄X_L$）可以用公式$X_L ＝ 2\pifL$来计算，其中$f$是交流电的频率，＄L$是电感量。
在纯电感交流电路中，电流滞后电压 90 度。
也就是说，当电压达到最大值时，电流为零；而当电压为零时，电流达到最大值。
这是因为电感会阻碍电流的变化，当电压变化时，电感会产生自感电动势来抵抗电流的变化，从而导致电流滞后于电压。
再说说电容元件。
电容在交流电路中会产生容抗，其大小与电容量和交流电的频率有关。
容抗（＄X_C$）可以用公式$X_C ＝＼frac{1}｛2\pi fC}＄来计算，其中$f$是交流电的频率，＄C$是电容量。
在纯电容交流电路中，电流超前电压 90 度。
这是因为电容两端的电压不能突变，当电压开始变化时，电流会立即响应，从而导致电流超前于电压。
在实际的交流电路中，往往不是单纯的电阻、电感或电容，而是它们的组合。
对于串联交流电路，如果是电阻和电感串联，总阻抗（＄Z$）等于电阻的平方加上感抗的平方的平方根，并且电压和电流之间的相位差取决于电阻和感抗的比例。
如果是电阻和电容串联，总阻抗等于电阻的平方加上容抗的平方的平方根，电压和电流之间的相位差也取决于电阻和容抗的比例。
对于并联交流电路，情况会稍微复杂一些。
在电阻和电感并联的电路中，总导纳等于电阻的倒数加上感抗倒数的平方和的平方根的倒数。
直流电和交流电的基础知识
直流电和交流电的基础知识直流电和交流电是电学中两种基本的电流形式。
它们在电力系统、电子设备以及日常生活中都起着重要的作用。
直流电是电流在电路中沿一个方向流动的电流形式。
在直流电中，电子从电源的负极流向正极。
直流电的特点是电流方向恒定，大小也是恒定的。
直流电的电压称为直流电压，通常用大写字母V表示。
直流电的单位是伏特，简写为V。
直流电的产生主要依靠直流电源。
直流电源可以通过化学反应、光伏效应、热电效应等方式来产生。
常见的直流电源有干电池、蓄电池以及直流发电机。
直流电在许多领域中都有广泛应用。
在电力系统中，直流电通常用于输电线路的长距离传输。
由于直流电的电流方向不会频繁改变，因此在输电过程中能够减小电能损耗。
此外，直流电还被广泛应用于电子设备、电动车辆以及太阳能光伏系统中。
与直流电相对的是交流电。
交流电是电流在电路中来回流动的电流形式。
在交流电中，电子的流动方向会周期性地改变。
交流电的特点是电流方向和大小都是变化的。
交流电的电压称为交流电压，通常用大写字母V表示。
交流电的单位是伏特，简写为V。
交流电的产生主要依靠交流电源。
交流电源通常是由交流发电机产生的，它通过旋转磁场的方式使电流方向周期性地改变。
交流电源是我们日常生活中常见的电源形式，例如家庭用电、工业用电等。
交流电在电力系统中起着重要的作用。
电力系统中的电能输送是以交流电的形式进行的。
交流电的优点是可以方便地改变电压和电流的大小，通过变压器可以实现电能的长距离传输和调节。
此外，交流电还被广泛应用于家庭、工业以及交通运输等领域。
直流电和交流电在电学中有着不同的特点和应用。
直流电的特点是电流方向恒定，大小恒定；交流电的特点是电流方向和大小周期性变化。
直流电适用于长距离传输和稳定电压供应的场合，而交流电适用于电能输送和电压调节的场合。
直流电和交流电是电学中两种基本的电流形式。
它们在电力系统、电子设备以及日常生活中都发挥着重要的作用。
了解直流电和交流电的特点和应用，有助于我们更好地理解电学原理和电力系统的工作机制。
交流电基础知识
交流电基础知识本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
正弦交流电路本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
正弦交流电路3.1正弦量的特征值及表示方法正弦量的特征值及表示方法 3.1.1正弦量的特征值正弦量的特征值 3.1.2正弦量的表示方法正弦量的表示方法3.2正弦交流电路的分析与计算正弦交流电路的分析与计算 3.2.1 单一参数的正弦交流电路 3.3电路中的谐振电路中的谐振3.4 网络的频率特性― 转移函数本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
正弦交流电路交流电的概念如果电流或电压每经过一定时间(T )就重复变化一次，化一次，则此种电流、电压称为周期性交流电流或电压。
如正弦波、方波、三角波、电压。
如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
记做：记做：u(t) = u(t + T )u tTu tT本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
正弦交流电路如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。
也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。
i t本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
正弦交流电的正方向正弦交流电也要规定正方向, 正弦交流电也要规定正方向,表示电压或电流的瞬时方向iuRi实际方向和假设方向一致t用小写字母表示交流瞬时值实际方向和假设方向相反交流电路进行计算时，交流电路进行计算时，首先要规定物理量的正方向，然后才能用数字表达式来描述。
的正方向，然后才能用数字表达式来描述。
本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
3.1正弦量的特征量及表示方法正弦量的特征量及表示方法3.1.1 正弦波的特征量Imi = I m sin(ω t + )ωtIm电流幅值(最大值) : 电流幅值(最大值) 角频率(弧度/秒：角频率(弧度秒): 初相角特征量: 特征量:ω本文详细阐述了交流电的产生、基本物理量等基础知识,是进行电工培训的好教材。
第6章_电工学基础知识_第3节 直流电和交流电
(四)三相电路
三相电路在生产上应用得最为广泛，发电、 输电和配电一般都采用三相制。在用电方面最主 要的负载是三相交流电动机。 如图l一6—6所示，通常情况下，从三相交 流发电机或三相变压c器输出三根相线(也称火线， 用A、B、c表示)和一根中线(也称零N线，用O或N 表示)。
任何两相火线之间的相位差为1200，火线与
的电源都是指能供给恒定直流的电源。
交流电流的大小和方向的变化，有的是
有规律的，也有的是没有规律的。但是在研 究和应用中所指的交流电一般都是指有规律 变化的交流电。 在有规律变化的交流电中，又分为按正 弦规律变化的正弦交流电和不按正弦规律变 化的非正弦交流电两种。在工业和技术中，
应用最普遍、最广泛的是每秒钟变化50周或
也就是说，某个交流电通过电阻在一个周 期内产生的热量，和另一个直流电通过同样大
小的电阻在相等的时间内产生的热量相等，那
么这个交流电的有效值在数值上就等于这个直 流电的大小。例如，我们平时所用的220V交流 电，是指电压的有效值为220V，不是最大值， 其最大值为3“V。
交流电的最大值约是有效值的1．414倍。
(三)相位角和相位差
由于正弦量是随时间而变化的，要确定一个正
弦量还必须规定一个计时起点，所取的计时起点不
同，达到幅值或某一特定值所需的时间也就不同。
这个计时起点用相位角来表示，即∞t或(wt+ Ψ)。
两个同频率正弦量的相位角之差称为相位差角或相 位差，用咖表示。例如某线路中，正弦电压为 100sin(wt+ Ψ)V，电流为10 sin(wt+Ψ)A，则电压 与电流之间的相位差为： Ψ = Ψ 1一Ψ2
火线之间的电压称为线电压，火线与零线之间的
高考交流电知识点
高考交流电知识点高考是每个中国学生都会经历的重要考试，其中物理科目涉及了许多知识点。
本文将探讨高考物理中一个重要且常遇到的知识点——交流电。
一、交流电的概念和特点交流电是指电流方向和大小周期性地反复变化的电流。
与交流电相对的是直流电，直流电的电流方向保持不变。
交流电具有以下几个特点：1. 频率：交流电的频率是指单位时间内交流电的周期数。
在中国，市电的频率是50赫兹。
频率越高，电流周期变化越快。
2. 交流电的振幅：交流电在正负半个周期内的最大电流值称为振幅。
振幅越大，交流电的电压变化范围越大。
3. 交流电的相位：交流电的相位是指交流电的位置相对于某一起点的偏移角度。
相位差决定了电流和电压之间的关系。
二、交流电的电压和电流关系交流电的电压和电流之间存在着一定的关系。
根据欧姆定律，电压与电流之间的关系可以用以下公式表示：U(t) = U0 * sin(ωt + φ)其中，U(t)表示时间t时刻的电压值，U0表示电压的最大值（即振幅），ω表示角频率，φ表示相位角。
可以看出，交流电的电压随时间变化而变化，呈正弦曲线。
通过改变电压的振幅和相位差，可以实现对交流电的控制。
三、交流电的功率和效率交流电的功率定义为电压U和电流I的乘积。
交流电的功率可以用以下公式表示：P(t) = U(t) * I(t)交流电的功率也会随着时间的变化而变化。
交流电的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
交流电的效率通常是通过电阻和电感来确定的。
在实际应用中，交流电的效率常常通过控制电路的元件来提高。
四、交流电的应用交流电在生活中有广泛的应用。
市电就是一种使用交流电供电的形式。
交流电的高频和高能量特点使其在工业、交通以及通信领域发挥重要作用。
除了供电之外，交流电还可以用于信息传输。
调制技术可以通过改变交流电的某些特性，使其携带音频、视频等信息。
这也是我们使用无线电、电视、手机等设备的基本原理。
五、交流电的安全问题在使用交流电时，安全问题非常重要。
高中物理交流电知识点
高中物理交流电知识点在高中物理中，交流电是一个重要的知识点。
它不仅在理论上具有一定的深度和复杂性，而且在实际生活中有着广泛的应用。
接下来，让我们一起深入了解一下高中物理交流电的相关知识。
一、交流电的基本概念交流电，顾名思义，是指电流的大小和方向随时间周期性变化的电流。
与直流电不同，直流电的电流方向始终保持不变。
在交流电中，电流完成一次周期性变化所需要的时间称为周期，用 T 表示，单位通常是秒（s）。
而交流电在 1 秒钟内完成周期性变化的次数称为频率，用 f 表示，单位是赫兹（Hz）。
周期和频率的关系是：f ＝ 1/T 。
我国民用交流电的频率是 50Hz ，周期为 002 秒。
这意味着电流的方向和大小在每 002 秒就会完成一次周期性的变化。
二、交流电的产生交流电通常是通过交流发电机产生的。
交流发电机的主要部件是电枢和磁极。
电枢在磁场中旋转，切割磁感线，从而产生感应电动势。
由于电枢旋转时，切割磁感线的方向不断变化，所以产生的感应电动势的方向也随之周期性变化，从而形成了交流电。
在正弦式交流电中，感应电动势的大小可以用公式 E ＝nBSωsinωt来表示。
其中，n 是线圈的匝数，B 是磁感应强度，S 是线圈的面积，ω 是角速度。
三、交流电的图像交流电的变化规律可以用图像来直观地表示。
最常见的是正弦交流电的图像，它是一条正弦曲线。
在图像中，横坐标表示时间 t ，纵坐标表示电流 i 或电压 u 。
通过图像，我们可以清楚地看到交流电的周期性变化，包括最大值、最小值、周期和相位等信息。
四、交流电的表达式正弦交流电的电流和电压可以用以下表达式来表示：电流：i ＝ Iₘsin(ωt ＋φ₁)电压：u ＝ Uₘsin(ωt ＋φ₂)其中，Iₘ和 Uₘ分别是电流和电压的最大值，也称为峰值；ω 是角频率，ω ＝2πf ；φ₁和φ₂分别是电流和电压的初相位。
五、交流电的有效值由于交流电的大小和方向不断变化，为了方便衡量交流电的做功能力，引入了有效值的概念。
1.直流、交流、电磁基本知识
基础知识：1.直流电与交流电1简介直流电又称恒流电，恒定电流是直流电的一种，是大小和方向都不变的直流电，它是由爱迪生发现的。
脉动直流电与平滑直流电恒定电流是指大小（电压高低）和方向（正负极）都不随时间（相对范围内）而变化，比如干电池。
脉动直流电是指方向（正负极）不变，但大小随时间变化，比如：我们把50Hz 的交流电经过二极管整流后得到的就是典型脉动直流电，半波整流得到的是50Hz的脉动直流电，如果是全波或桥式整流得到的就是100Hz的脉动直流电，它们只有经过滤波（用电感或电容）以后才变成平滑直流电，当然其中仍存在脉动成分（称纹波系数），大小视滤波电路得滤波效果。
2优点1、输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2/3～l/2 .直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约1/3．如果考虑到趋肤效应和各种损耗（绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等），输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍．因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半．同时，直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单，线路走廊占地面积也少．2、在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗．在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输电线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需供给充电功率约3×103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6×107kw?h．而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上．3、直流输电时，其两侧交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行．交流远距离输电时，电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差；并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ，但实际上常产生波动．这两种因素引起交流系统不能同步运行，需要用复杂庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的循环电流损坏设备，或造成不同步运行的停电事故．在技术不发达的国家里，交流输电距离一般不超过300km而直流输电线路互连时，它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行，不需进行同步调整．4、直流输电发生故障的损失比交流输电小．两个交流系统若用交流线路互连，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障一侧输送短路电流．因此使两侧系统原有开关切断短路电流的能力受到威胁，需要更换开关．而直流输电中，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路上基本上不向发生短路的交流系统输送短路电流，故障侧交流系统的短路电流与没有互连时一样．因此不必更换两侧原有开关及载流设备．在直流输电线路中，各级是独立调节和工作的，彼此没有影响．所以，当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送不少于一半功率的电能．但在交流输电线路中，任一相发生永久性故障，必须全线停电．3原理直流电所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。
正弦交流电基础知识
3.1.3 有效值
正弦量是一个随时间按正弦规律作 周期性变化的物理量，可以用瞬时值和 最大值来表示。但瞬时值描述较繁琐， 最大值又只能反映瞬间情况，不能确切 表达它的效果，为此工程上引入一个新 概念，即有效值。下面从等效能量概念 来定义有效值。
有效值：如果交流电通过一个电阻时，在 一个周期内产生的热量与某直流电通过同 一个电阻在同样的时间内产生的热量相等， 就将这一直流电的数值定义为交流电的电 流有效值。 I
交流电相比于直流电有如下优点。
（1）正弦交流电在电力供电系统中广泛应 用， （2）交流电可通过变压器任意变换电流、电 压，便于输送、分配和使用。 （3）交流发电机和电动机比直流的简单、经 济和耐用。
交流电的三要素
最大值Im，周期T（或频率ω），初相位Ψ。
正弦交流电的波形图
ω称为正弦电流的角频率。它表示正 弦量的对应的角度随时间变化的速度，或 者说，表示单位时间增加的角度。主单位 是弧度每秒（即rad／s）。正弦量变化的 快慢还可以用周期（T）和频率（f）表示。 周期是指正弦量变化一个循环所需的 时间，用T表示，它的主单位是秒（s）。 频率是指正弦量每单位时间内变化的循环 次数，用f表示，它的主单位是赫兹 （Hz）。频率和周期的关系是互为倒数 。
I=
mபைடு நூலகம்
2
= 0.707 I m
同样，还有电压有效值。
工程上凡是谈到周期电流、电压或电动 势的量值时，若无特殊说明，都是指有 效值而言。在交流测量仪表上指示的电 流或电压也都是有效值。但在分析各种 电子器件的击穿电压或电气设备的绝缘 耐压时，要按最大值考虑。
它是正弦量在计时起点t0时刻的相角即t它又反映正弦量的初始值即t0时刻的值如果能求出正弦电流的振幅频率和初相位根据给定的参考方向就可以完全确定该正弦电流
高二交流电知识点归纳
高二交流电知识点归纳交流电（Alternating Current，AC）是电能在电路中的一种传输形式，其电流和电压的方向和大小会随时间变化。
对于高中二年级的学生来说，理解和掌握交流电知识十分重要。
本文将对高二交流电的知识点进行归纳和总结，以帮助同学们更好地理解和学习这一部分的内容。
一、交流电基础概念1. 交流电的定义：交流电是电流和电压方向和大小都随时间周期性变化的电流。
2. 正弦波：交流电的电流和电压通常可用正弦函数表示，呈现周期性的波形。
3. 周期和频率：交流电的周期是正弦波一个完整的周期所用的时间，频率则表示单位时间内周期的数目。
4. 有效值和峰值：交流电的有效值是其在一个周期内产生的热效应相同的直流电流的值；峰值则表示正弦波的最大值。
二、交流电的表示方法1. 瞬时电流和电压：交流电的瞬时电流和电压表示随时间变化的电流和电压值。
2. 交流电的图示：交流电通常用波形图表示，可以将电流和电压值随时间的变化以波形图形式展示。
三、交流电的特性1. 交流电的变化特性：相对于直流电，交流电在电路中会不断变化其大小和方向。
2. 频率对交流电的影响：不同频率的交流电在电路中产生不同的效果。
3. 交流电的优势和应用：交流电在能源传输、电动机等方面具有优势，是电网和许多电器的常用电流形式。
四、交流电的计算1. 交流电的有效值计算：通过对交流电进行积分平方后开根号计算得出。
2. 交流电电阻的计算：交流电通过电阻时需考虑交流电的瞬时电流和电压。
3. 交流电的功率计算：交流电的功率可以用瞬时电流和电压的乘积计算得出。
五、交流电路的元件1. 电感：电感是利用线圈中的自感现象来储存和释放能量的元件。
2. 电容：电容是利用两个带电板之间的电场储存和释放能量的元件。
六、交流电路的分析方法1. 交流电的阻抗：阻抗是用来表示电路对交流电的阻碍作用，包括电阻、电感和电容。
2. 奥姆定律在交流电路中的应用：奥姆定律同样适用于交流电路，可以帮助我们分析电路中的电流和电压关系。
高二物理交流电知识点
高二物理交流电知识点交流电是高二物理课程中的一个重要内容，它涉及到电流的周期性变化、电压与电流之间的关系、交流电的表达式以及功率计算等多个方面。
本文将对交流电的基本概念、表达式、以及相关的物理量进行详细阐述，并对交流电在实际生活中的应用进行探讨。
首先，我们需要了解交流电的基本特性。
与直流电不同，交流电的电流大小和方向都是随时间周期性变化的。
在一个完整的周期内，电流会从零值增加到最大值，然后减少回到零，再反向增加到最大值，最后再次减少回到零。
这种周期性的变化使得交流电能够在长距离输电中有效减少能量损耗，因此交流电成为了电力系统中主要的电力形式。
接下来，我们探讨交流电的表达式。
通常，我们使用正弦波形来描述交流电的电压和电流。
一个交流电的表达式可以写成：i = I_max *sin(ωt + φ)，其中i表示电流，I_max是电流的最大值，ω是角频率，t是时间，φ是初相位。
角频率ω与电源的频率f和圆周率π有关，计算公式为ω = 2πf。
通过这个表达式，我们可以计算出在任何给定时间的电流值。
在交流电中，电压与电流的关系通常通过阻抗来描述。
阻抗是一个复数，它包含了电阻和电抗两部分。
电阻与直流电中的电阻概念相同，而电抗则与电容器或电感器在交流电场中的行为有关。
电容器的电抗与频率成反比，而电感器的电抗与频率成正比。
因此，在交流电路中，电压、电流和阻抗之间的关系比直流电路更为复杂。
此外，交流电的功率计算也与直流电有所不同。
交流电的功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
有功功率表示电能转换成其他形式能量的效率，无功功率与电场和磁场的能量存储有关，而视在功率是有功功率和无功功率的矢量和。
在实际应用中，我们通常关注的是功率因数，它是有功功率与视在功率的比值，反映了电力系统的能量利用效率。
最后，我们来探讨交流电在实际生活中的应用。
交流电是现代电力系统的基础，几乎所有的家庭和工业用电都是交流电。
交流电可以通过变压器轻松地改变电压大小，这使得电能能够在高电压下长距离传输，从而减少线路损耗。
交流电的基础知识
交流电的基础知识1 交流电的基本概念交流电：大小和方向随时间作周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势。
图2.1画出了直流电和几种交流电的波形。
2 正弦交流电相关量1．周期：交流电变化一个循环所需要的时间，如图2.3所示。
2．频率：交流电在单位时间内（每秒钟）完成的周期数，单位是赫[兹]（Hz ）。
频率和周期是互为倒数，即f = T1图2.3 正弦交流电的波形3．角频率：单位时间内变化的角度（以弧度为单位），单位是弧度/秒（rad / s ）。
角频率与周期T 、频率f 之间的关系为ω = 2 π f[例2.1] 我国供电电源的频率为50 Hz ，称为工业标准频率，简称工频，其周期为多少？角频率为多少？[解]T = 5011=f s = 0.02 s ω = 2 π f =2 ⨯ 3.14 ⨯ 50 rad / s = 314 rad / s即工频50 Hz 的交流电，每0.02 s 钟变化一个循环，每秒钟变化50个循环。
4．瞬时值：交流电每一瞬时所对应的值。
5．最大值：交流电在一个周期内数值最大的值。
6．有效值：规定用来计量交流电大小的物理量。
如果交流电通过一个电阻时，在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等，就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。
正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为2m I I = = 0.707 I m一般情况下，人们所说的交流电流和交流电压的大小以及测量仪表所指示的电流和电压值都是指有效值。
[例2.2] 我国生活用电是220 V 交流电，其最大值为多少？[解] U m =2U =2 ⨯ 220 V = 311 V7．相位：正弦交流电流在每一时刻都是变化的，（ωt +ϕ0）是该正弦交流电流在t 时刻所对应的角度。
8．初相角：t = 0所对应的角度ϕ0。
9．相位差：两个同频正弦交流电的相位之差。
ϕ = ( ω t + ϕ 01 ) - ( ω t + ϕ 02 ) = ϕ 01 - ϕ 02若 0 < ϕ < π 时，波形如图2.5（a ）所示，i 1总比i 2先经过对应的最大值和零值，这时就称i 1超前i 2 ϕ 角（或称i 2滞后i 1 ϕ 角）。
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交直流电的基础知识
第二节
交流电的基础知识
各种形式的交流电
交流电:电源电动势随时间作周期性变化
e(t )
简谐波 尖脉冲
e(t )
锯齿波 调幅波
t t t
t t
矩形波
调频波
t
正弦交流电 概念：
1
交流电：大小和方向随时间作有规律变 化的电压和电流称为交流电,又称交变电流.
2 正弦交流电是随时间按照正弦函数规律 变化的交流电. 3 由于交流电的大小和方向都是随时间不 断变化的,也就是说,每一瞬间电压（电动势） 和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交 流电路时,必须标明它的正方向.
有 效 值 概 念
•若一个交流电 流i和一个直流
K 交流 直流 灯泡100W
电流Ⅰ在相同的 时间内通过同一 电阻 产生的热 量相等 . 则我们 称直流电流Ⅰ为 交流电i的有效 值。
有效值: 交流电与直流电 在灯泡上消耗的电能等值
表示符号: 必须用大写：
E、U、I表示.
有效值与最大值的关系:
Em 1. E 0.707Em 2
U Z R
阻抗三角形
S XL Q
φ
UR
电压三角形
UL
φ
P
功率三角形
功率关系：
A.有功功率的计算： B.无功功率的计算： C.视在功率的计算：
P IU R I 2 R IU cos
QL IU L IU sin
S IU P 2 QL
2
4、功率因数的 提高
电路的功率因数决定于负载的性质。只有电阻性 负载（例如白炽灯，电阻炉等）的功率因数才等于1， 其它负载的功率因数均小于1。
i sin 1000 t 30
I m 1A 1000 rad/s 1000 f 159 Hz 2 2 1 I 0.707A 2
初相位：
30
二 、 交流电路的功率和功率因数
电阻元件在交直流电路中都是限制电流的，从电 源取用能量，在这里就是电阻元件从电源取用电 能而转换为热能，这是一种不可逆的能量转换过 程，定义为有功功率。 电感元件和电容元件都是储能元件，它们与电源 间进行能量互换，是工作所需，但这对电源来说， 也是一种负担，对储能元件本身说，没有消耗能 量，故将往返于电源与储能元件之间的功率命名 为无功功率。
有功功率P的单 位是瓦特【W】； 无功功率Q的单位 是乏尔【var】；视 在功率S的单位是 伏安【VA】。
电压三角形，阻抗三角形和功率三角形
特点：
a. 三个是相似三角形。如下图 b. 电压三角两边除以Ⅰ得阻抗三角，电压三角两边乘以Ⅰ得功率三角。 c. 阻抗三角的R，X，Z不是矢量，其三边不能画成矢量图。Z和R间 的夹角为阻抗角。
一 、单相正弦交流电的基本概念
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：最大值、频率、
初相角
2.正弦交流量的瞬时表达式：
ui u i
t1
0
Ф1 Ф2
e Em sin( t e ) 电 压 u U m sin( t u )
描述变化周期的几种方法 1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒.. 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
1 f T
2 2 f T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期. 周期表明交流电变化 的快慢, 周期为: 我国交流电的
有功功率P,，无功功率Q，视在功率S 之间存在如下关系： P=UIcosψ=Scos ψ Q=UIsinψ=Ssinψ S= P 2 Q 2 =U I 1 Q ψ = tg P 显然，S、P、Q构成一个直角三角形，如上图所示。 此三角形成为功率直角三角形,它与同电路的电压 三角形，阻抗三角形相似。
i
u
i
i
u
0
10
20
t
0
10
20
t
0
10
20
t
同相
Δφ=φ1—φ2 =0
反相
u
相位差
Δφ=φ1—φ2 =π
Φ1 超前φ2
Δφ=φ1—φ2 ＞0
（Φ2 滞后φ1 )
u和i正交
Δφ=φ1—φ2 =±π/2
三相交流电路：三相电压初相位各差1200
u A uB
uC
t
例：三要素计算
已知：
幅度： 频率：
Im 2. I 0.707I m 2
Um 3. U 0.707U m 2
即 : Em E 2
即 : Im I 2
即 : Um U 2
符号说明
瞬时值 --- 小写 有效值 --- 大写
u、i
U、I
最大值 --- 大台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上? 最高耐压 =300V
2）. 提高功率因数的方法 尽量减少感性设备的空载和轻载。
I
a
I1 R
电 动 机
在感性设备两端并联 适当电容。
IC
-jXC
jXL
U
当用电气设备是感性负载时， 用一个适当的电容与之并联， 就能够提高电气设备的功率 因数，从而提高整个电网的
功率因数。
让无功电流在电容和电感之间进行环流。
无功功率Q的 单位是： 乏 （var）
无功功率是与电源交换的功率： Q=UIsinφ 对于感性电路，φ ＞0，则sinφ ＞0，无功功 率Q为正值；对于电容性电路，φ ＜0，则 sinφ ＜0，无功功率Q为负值。当Q＞0时， 为吸收无功功率；当Q＜0时，则为发出功率。
3. 视在功率
在交流电路中，端电压与电流的有效值乘积称 为视在功率，用S表示。即 S=U I 视在功率的单位为伏安(VA)或千伏安(KVA)。 视在功率S通常用来表示电气设备的容量。容 量说明了电气设备可能转换的最大功率。电源 设备如变压器、发电机等所发出的有功功率与 负载的功率因数有关，不是一个常数，因此电 源设备通常只用视在功率表示其容量，而不是 用有功功率表示。
位, 它表明周期运动中处于什么状态和位置的一个量(用电度角φ或θ).相
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
例.
当 (t ) 90,
那e Em
当 (t ) 180, 那e 0
2). 初相位:
式中φ为正弦量的初相角,也就是t=0时的相位角.
例.
e 311sin(0 300 )
周期为: T = 0.02秒
3.
电角速度（角频率ω ） 每秒变化的弧度
ω 单位:（弧度/秒） ∵ ∴
2 2f 2 3.14 50 314弧 度 / 秒 T
f = 50HZ
正弦波特征量之三 -- 初相位
1). 相位(又称相位角):
表示正弦量进程的物理量. 上解析式中(ωt+φ)称为正弦量的相
i2 I m 2 sin t 2
1
两种正弦信号的相位关系
同 相 位
i2
2 1
i1
i2
t
i1
1 2
相 位 领 先 相 位 落 后
1 2 0
领先于 i 2 i t 1
1
2
i1
1 2 0
2
1
i2
t
i1 落后于 i2
0
e
变化一周所需要 的时间称之为周期
π
2π
t T
T = 0.02秒
2. 频率（F）：
1). 定义:
e
正弦交流电在1 秒
钟内完成周期变化的 次数叫频率。
0
π
2π
t T
2). 周期与频率的关系
1 F T
1 T F
式中: T－周期（S秒） F－频率（Hz赫芝） 单位: 1千赫芝 = 1000赫芝
我国交流电 频率每秒变 化50次
3.正弦波特征量之一 ----最大值 、有效值
最大值
电量名称必须大
写,下标加 m。
i I m sin t
I m 为正弦电流的最大值
如：Um、Im
在工程应用中常用有效值。常用交流电表指示的电压、电
流读数，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。
i 2I sin t
实际生产和生活中，大多数电气设备和用电器都是感性的，因此 要向电源吸取一定的无功功率，造成线路功率因数较低的现象。功率 因数低不仅造成电力能源的浪费，还能增加线路上的功率损耗，为了 避免此类现象造成的影响，电力系统要设法提高线路的功率因数。
提高功率因 数的意义是 什么？如何 提高？
1）. 提高功率因数的意义
1. 有功功率和功率因数
有功功率是电路中负载实际消耗的功率: P=UIcosφ 有功功率P的单位是瓦特【W】。 上式表明，有功功率等于电路端电压有效值U 和流过负载的电流有效值I的乘积，再乘以 cosφ 。 式中cosφ 称为功率因数。其值取决于电路中 用电器的性质。
2. 无功功率
0 那么 30 就是
e
的初相位。
i
t
说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
3).相位差:
同频率正弦量的相位之差称相位差(不随时间变化的常数).
i1
2
i2
t
1
i1 I m1 sin t
t 2 t 1 2 1