8§3.1(交流电的基本概念)
交流电知识点总结
交流电知识点总结一、交流电的基本概念交流电，也称为AC，是一种以周期性变化的电波形表示的电流。
它由正弦波或余弦波构成，其幅度和方向随时间变化。
在电力系统中，交流电被广泛使用，因为它的变化可以方便地通过变压器进行升压或降压，从而实现电力的长距离传输和分配。
二、交流电的特性1、频率：交流电的频率是指电流每秒变化的次数。
在大多数电力系统中，频率被设定为50赫兹（Hz）或60赫兹。
2、相位：相位描述的是在某一特定时刻电流的方向。
在正弦波形的交流电中，相位通过角度来表示，例如0度、90度、180度等。
3、幅度：幅度是指电流的最大值，也就是电压的峰值。
幅度的大小直接影响了电流的有效值。
4、相位角：相位角是指电流与参考电压之间的角度差。
它对交流电的功率因数和电压平衡有重要影响。
三、交流电的产生和传播交流电可以通过机械方法产生，例如通过汽轮机或水轮机的转动来产生交流电。
交流电也可以通过电子器件如晶体管产生。
在电力系统中，交流电通过输电线路进行传输，其传播速度等于光速。
四、交流电的接收和使用在电力系统中，交流电被接收并转换为各种电压等级，以供各种电器设备使用。
通过变压器，交流电的电压可以得到调整，以适应不同的电器设备需求。
通过整流器等电子设备，交流电可以被转换为直流电，供一些电器设备使用。
五、交流电的安全使用在使用交流电时，需要注意安全。
不应在没有专业人员指导的情况下尝试修理电气设备。
对于高压线路，应保持足够的距离以避免触电。
在处理电力设备时，应始终佩戴适当的防护设备。
六、交流电的未来发展随着科技的发展，电力系统的技术和设备也在不断进步。
例如，柔性交流输电系统（FACTS）和超导变压器等新技术的应用将极大地提高电力系统的效率和稳定性。
随着可再生能源如风能和太阳能的广泛应用，电力系统的能源结构也在发生变化，这将进一步推动电力系统的可持续发展。
总结：交流电是现代电力系统的基础和核心，对于它的理解和掌握是理解现代电力系统的关键。
交流电的基本概念
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
交流电原理概述
交流电原理概述交流电作为我们日常生活中广泛使用的电力形式，其背后的原理是非常重要的。
本文将对交流电的原理进行概述，并对相关概念和原理进行解释和说明。
一、交流电的基本定义和特点交流电，全称交流电流，是指电流的大小和方向不断变化的电流形式。
与之相对的是直流电，即电流大小和方向始终保持不变。
交流电的特点包括频率、幅值和相位。
1. 频率：交流电的频率是指电流变化的周期数，单位是赫兹（Hz）。
在常见的家庭用电中，交流电的频率通常是50赫兹。
2. 幅值：交流电的幅值是指电流变化的最大值，通常用峰值表示，单位是安培（A）。
3. 相位：交流电的相位是指电流变化与时间的关系。
相位可以用角度或时间表示，其中角度用相位角表示，单位是弧度（rad）或角度（°）；时间则用相位差表示，单位是秒（s）。
二、交流电的产生交流电通常由交流发电机产生。
交流发电机通过机械能驱动转子相对于定子的转动，使得定子线圈中感应出交变电动势。
交流发电机的基本构造包括定子、转子和磁场。
1. 定子：定子是一个固定的线圈，由若干匝线圈和铁芯组成。
当转子在定子旁边旋转时，磁场会穿过定子线圈，引发感应电动势的产生。
2. 转子：转子是发电机内部的部件，由磁体或者电磁铁组成。
当转子转动时，磁场也随之变化，从而产生交流电。
3. 磁场：发电机中的磁场由磁体或者电磁铁产生。
磁体或者电磁铁通过电流产生磁场，当电流改变时，磁场也随之改变。
三、交流电的传输和分配交流电在输电过程中需要经过变压器的加工和调节。
变压器主要包括升压变压器和降压变压器，用于将电流的电压进行升高或降低。
1. 升压变压器：升压变压器用于将电流的电压升高，以便在长距离传输中减小线路上的能量损耗。
升压变压器通过增加线圈匝数来增加电压。
2. 降压变压器：降压变压器用于将电流的电压降低，以适应不同用电设备的电压需求。
降压变压器通过减少线圈匝数来降低电压。
通过变压器的加工和调节，交流电可以按照不同的电压需求进行分配，供应给各种不同的用电设备，并保证安全和高效的电力传输。
交流电的概念和特征
交流电的概念和特征1. 交流电的定义交流电（Alternating Current，简称AC）是指电流方向和大小都随时间变化的电流。
与直流电（Direct Current，简称DC）不同，直流电的电流方向和大小始终保持不变。
交流电在电力系统中广泛应用，因为它的传输和分配效率更高，且能有效地减少能量损失。
2. 交流电的特征交流电具有以下几个基本特征：2.1 频率交流电的变化速率称为频率（Frequency），用单位赫兹（Hz）表示。
频率表示交流电在一秒钟内电流方向变化的次数。
我国交流电的标准频率为50Hz，即电流方向每秒变化50次。
2.2 周期一个完整的电流变化过程称为一个周期（Period）。
一个周期内，电流从最大正值逐渐减小到零值，然后反向增大到最大负值，再逐渐减小到零值，完成一个完整的循环。
周期与频率的关系为：[ f = ]其中，( f ) 为频率，( T ) 为周期。
2.3 幅值交流电的最大绝对值称为幅值（Amplitude），用符号 ( I_m ) 表示。
幅值表示电流或电压在变化过程中的最大大小。
2.4 相位交流电的相位（Phase）表示电流或电压在时间轴上的位置。
相位差是指两个同频率交流电的电流或电压波形在时间轴上的相对位置差。
2.5 相位角相位角（Phase Angle）是指交流电的电压或电流波形与参考正弦波之间的夹角。
通常情况下，相位角用符号 ( ) 表示。
2.6 波形交流电的波形（Waveform）是指电流或电压随时间变化的图形。
常见的交流电波形有正弦波、方波、锯齿波等。
3. 交流电的测量交流电的测量主要涉及电压、电流、频率等参数的测量。
常用的测量工具包括万用表、示波器、相位计等。
3.1 电压测量电压测量是指用仪器测量电路两点之间的电势差。
常用的电压测量仪器有电压表、万用表等。
3.2 电流测量电流测量是指用仪器测量电路中的电流大小。
常用的电流测量仪器有电流表、钳形电流表、万用表等。
交流电的基本概念
交流电的基本概念1. 交流电是大小和方向随着时间交替变化的电流。
本章主要介绍大小和方向按正弦规律变化的交流电。
在电力（强电）工程中，正弦交流电是由交流发电机产生的。
在电信（弱电）工程中，正弦交流电是由振荡器产生的。
2. 正弦交流电的几个特征量：（1）瞬时值：某一瞬间交流电的大小，称为该交流电在该瞬间的瞬时值。
用小写字母表示，如e、u、i、p。
极大值：正弦交流电变化过程中的最大值，称为正弦交流电的极大值（或叫振幅值）。
用下标加注“m”表示，如Em、Um、Im。
（2）周期：交流电变化一周所需要的时间称为周期。
用“T”表示。
频率：交流电每秒变化多少周，称为该交流电的频率。
用“f”表示。
角频率（或叫电角速度）：角频率是指单对磁极交流电发电机线圈每秒钟所转过的弧度数，用ω表示。
周期、频率和角频率有如下的关系：（3）初相角：初相角是在选定参考时间（t＝0）时，单对磁极发电机线圈与x轴（中心面）之间的夹角，用φ表示，φ决定t＝0时的瞬时值。
相位差：两个一样频率交流电初相角之差，称为相位差，用符号φ12表示，即φ12＝φ1－φ2。
超前与滞后：如e1较e2早出现极大值，则称e1超前e2，超前φ1－φ2角。
或称e2滞后e1φ1－φ2角。
超前或滞后不得大于180°。
已知一正弦量的极大值、频率和初相角，则该正弦量就确定了。
所以，以上三个特征量称为正弦交流电的三要素。
3. 交流电的有效值和平均值：（1）有效值：一样阻值的电阻R，一个通以直流，一个通以交流。
如果在一定的时间内，它们所产生的热量相等，则这直流电流的数值即为该交流电流的有效值。
有效值用符号E、U、I表示。
正弦交流电流有效值I与极大值Im有如下的关系。
即I ＝0.707Im（2）平均值：交流电流半周期内流经导线横截面的电量，恰与某假定的一个直流流过同一截面的电量相等时，此直流值称为“交流电的平均值”。
平均值，用下标注“pj”表示。
正弦电流的平均值与极大值有如下的关系：Ipj＝0.637Im。
交流电的名词解释
交流电的名词解释交流电，简称AC（Alternative Current),是指电流方向和大小周期性变化的一种电流形式。
与之相对应的是直流电（DC，Direct Current），直流电的电流方向是恒定不变的。
一、交流电的基本原理交流电的产生和传输是基于电磁感应现象和旋转磁场的转动。
当导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时，就会在导体中产生感应电动势，导致电荷的移动形成电流。
而旋转磁场正是通过改变磁极之间的关系而产生的，这种转动的磁场可以使电流的方向和大小周期性地变化，从而形成交流电。
二、交流电的基本特性1. 频率：交流电中最基本的特性之一是频率，即电流方向和大小变化的周期数。
通常以赫兹（Hz）为单位表示，50Hz和60Hz是两个常见的交流电频率。
2. 幅值：交流电的幅值表示电流和电压的最大值。
在正弦交流电中，幅值等于峰值。
幅值决定了交流电的强度或峰值电压大小。
3. 波形：交流电的波形就是表示电流或电压随时间变化的图形。
正弦波是最常见的一种交流电波形，但也存在其他波形，如方波、锯齿波等。
4. 相位：交流电中还存在相位的概念，表示电流或电压波形的同步情况。
相位可以用角度度量，常见的相位单位是度或弧度。
三、交流电的应用领域1. 家庭电力供应：交流电是目前用于供电的标准电源，它能够方便地进行输送、传输和分配。
2. 工业用电：交流电的频率和电压等参数可以根据不同的工业需求进行调整，满足各种类型设备的工作需求。
3. 电力传输：交流电在长距离的电网传输中能够减小线路损耗，并且利用变压器将电压升高再降低，有助于提高输电效率。
4. 电子设备：许多电子设备和器件需要直流电供电，所以通常需要将交流电转换为直流电才能进行使用。
结论交流电作为一种重要的电流形式，在现代社会中扮演着至关重要的角色。
通过电磁感应和旋转磁场的原理，交流电的产生和传输得以实现。
具有频率、幅值、波形和相位的基本特性，交流电被广泛应用于家庭、工业、电力传输以及各种电子设备中。
正弦交流电路PPT课件
阻抗 Z R2X2
阻抗角
arcU L t a U C narcX L t aX C n
U R
R
三、电路的电感性、电容性和电阻性
四、功率
视在功率——电压与电流有效值的乘积，用S 表示，单位为伏·安（VA）。
视在功率并不代表电路中消耗的功率，它常用 于表示电源设备的容量。
解题过程
常用电子仪器的使用
§3－2 正弦交流电的相量图表示法
旋转矢量与波形图的关系
有效值相量图
应用相量图时注意以下几点：
同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。 同一相量图中，相同单位的相量应按相同比
例画出。
一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向， 逆时针转动的角度为正，反之为负。
用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运 算可按平行四边形法则进行。
视在功率S与有功功率P和无功功率Q的关系：
S P2 Q2
PSc os QSsin
cos P 称为功率因数。
S
五、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形
阻抗三角形
电压相量图
电压三角形
功率三角形
§3－7 提高功率因数的意义和方法
计算电感性负载的有功功率，除考虑电压、
电流的大小外，还要考虑电压、电流之间的相位
QCUII2XCU XC 2
【例3－5 】 容量为40μF的电容接在的电源上，试求： （1）电容的容抗；（2）电流的有效值；（3）电流瞬时值 表达式；（4）电路的无功功率。
解题过程
§3－6 RLC串联电路
一、电容对交流电的阻碍作用
开关SA闭合后接交流 电压，灯泡微亮。再断开 SA，灯泡突然变亮。测量 R、L、C两端电压 UR 、UL、 UC ，发现：
高一物理交流电知识点总结
高一物理交流电知识点总结导言：在高中物理学科中，交流电是一个重要的内容，涉及到电流、电压、电阻、电感、电容等多个概念。
透过学习交流电，我们可以理解电流的变化、电压的变化以及相关的电路原理。
本文将从基本概念、交流电路、电流变化等方面对高一物理交流电的知识进行总结与讨论。
一、基本概念1. 交流电：交流电是指电流方向和大小在一定时间内不断变化的电流。
它的特点是周期性和方向的改变，可用正弦函数表示。
2. 交流电的频率：频率是指单位时间内交流电中正弦波形改变的次数，单位为赫兹(Hz)。
常见的家用电频率为50赫兹。
3. 交流电的周期：周期是指一个完整的正弦波形改变所需要的时间，单位为秒。
4. 有效值与峰值：交流电的有效值是指与直流电相同功率情况下所需的电压或电流，峰值是指交流电正弦波形中最大的电压或电流值。
二、交流电路1. 电阻、电感和电容的作用：在交流电路中，电阻产生消耗功率、电感主要起到阻碍电流变化的作用、电容则是储存电荷和抵抗电压变化。
2. 交流电压的表示：交流电压常用V表示，它包含振幅和角频率两个重要参数。
3. 串联交流电路：串联交流电路中电压相同而电流不同，电阻和电感按照欧姆定律计算，电容根据角频率计算。
4. 并联交流电路：并联交流电路中电流相同而电压不同，电阻和电感按照欧姆定律计算，电容根据角频率计算。
三、电流变化1. 直流与交流电的区别：直流电的电流方向始终不变，交流电的电流方向在一定时间内变化。
2. 交流电的正弦曲线：交流电的正弦曲线表示了电流大小随时间变化的关系，通过正弦曲线的峰值和周期可以计算出电压和频率。
结语：通过对高一物理交流电的知识点的总结与分析，我们了解到交流电的基本概念、交流电路的组成和原理、以及电流变化的规律。
这些知识对于我们理解电流、电压的变化以及相关的电路原理具有重要的意义。
通过学习和掌握交流电，我们将更好地了解电路的工作原理，并能够在实际应用中进行合理的设计和调试。
高二物理交流电知识点
高二物理交流电知识点交流电是指电流方向和大小按一定规律随时间变化的电流，是我们日常生活和工业生产中最常见的电流形式之一。
了解交流电的知识点对于理解电路原理和解决实际问题非常重要。
本文将从交流电的概念、交流电的频率和振荡周期、交流电的特点以及交流电的应用等方面进行讨论。
1. 交流电的概念交流电是指电流方向和大小随时间变化的电流。
与之相对的是直流电，直流电的电流方向和大小保持不变。
交流电的电流方向和大小周期性地变化，通常用正弦函数来描述。
交流电的特点决定了它在电力传输、电子设备和家庭用电等方面的广泛应用。
2. 交流电的频率和振荡周期交流电的频率指的是单位时间内交流电的周期数，通常用赫兹（Hz）表示。
振荡周期是指交流电中电流从一个方向变化到相反方向再变化回来所经历的时间间隔。
频率和振荡周期是互相关联的，频率的倒数即为振荡周期。
3. 交流电的特点交流电具有以下几个特点：1）交流电的电流方向和大小随时间变化，呈周期性变化；2）交流电的周期性变化是通过电压源产生的，电压源将电荷转化为电流；3）交流电的电流大小随时间呈正弦曲线变化，称为交流电的波形；4）交流电的周期和振幅可以根据不同的应用需求进行调节。
4. 交流电的应用交流电在各个领域都有广泛的应用，例如：1）电力传输：由于交流电可以通过变压器实现电压的升降，使得电力可以高效、远距离传输，并通过变压器将电压适配到各个家庭、工业和商业用电需求；2）电子设备：交流电在电子设备中起到供电的作用，通过适当的电压和频率的设置，为电子设备提供稳定的电力；3）家庭用电：我们在家中使用的插座和电器都是使用交流电供电；4）交流电的测量和监测：交流电的振幅、频率和相位等参数的测量和监测对于电力系统的运行和故障诊断非常重要。
总结：通过本文的介绍，我们对交流电的概念、频率和振荡周期、特点以及应用有了更深入的了解。
作为高二物理学习的一部分，理解交流电的知识点对于后续的学习和应用至关重要。
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。
交流电的基础知识
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。
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
电动势 电 流
i I m sin( t i )
t2
π
2
π
ωt
表达式各部分的含义 电动势 瞬时值 正弦值 角频率 初相角
e Em si n( t e )
最大值 相位
i I m sin t
Im
i
t
Im
： 电流最大值
特征量:
： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
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,
正弦交流电路
2. 平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值
i
P=UI
=I2R=i U2/2RI
sint
Uu =IRR
u 2U sint
P1 Tpd t1Tuidt
T0
T0
大写 1 T 2UIsin2t dt
T0
1
T
UI(1cos2t)dtUI
T0
§ 3.4 理想电感元件上的正弦稳态响应
一、电压电流关系
即：瞬时值和相量满足基尔霍夫定律，有效值不满足
I1I2I30
I1
I3
I1-I2+I3= 0
I2
U 3
U 4
U 2 U 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6 0 U 1
U 5
U 6
例： i162si nt (3)0
i282si nt (6)0
求i=i1+i2
i
解： I 1 6 3 0 5 .1 9 j3 6
Im[Ime ji e jt ]
复指数函数中的一个复常数
复常数定义为正弦量的相量，记
为
Im
相量 的表示
Im 为“最大值”相量
Im Im eji Im i
I 为“有效值”相量 IIeji Ii
相量是一个复数
注意
1）相量可以代表一个正弦量，但不等于该
正弦量。
U 50ej15° 50
2
sin(
实部是余弦量 虚部是正弦量
则 I[ m Im e j( t i)] Im sitn ( i)
正弦量可以用上述形式复数函数描述
I[ m Im e j( t i)] Im sitn ( i)
正弦量可以用上述形式复数函数描述
交流电的基础知识PPT课件
最大值 Um = 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 Im 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..
载。
I
a
在感性设备两端并联
适当电容。
I1
IC
当用电气设备是感性负载时，
R
用一个适当的电容与之并联，
电 动
-jXC
就能够提高电气设备的功率
U
机
jXL
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。
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
无功功率Q的 单位是：
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
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, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
§3-1交流电的基本概念
第三章
单相交流电路
恒稳直流电
正弦交流电
三角波电压信号
方波电压信号
第三章
单相交流电路
二、交流电的产生
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
第三章
单相交流电路
e = 2Blvsinωt
正弦交流电压、电流等表达式与此相似。
第三章
实际应用的发电机
单相交流电路
旋转磁极式发电机
大型水力发电机组
第三章
单相交流电路
三、正弦交流电的周期、频率和角频率
周 频
期：交流电每重复变化一次所需的时间， 用符号T表示，单位是s。 率：交流电在1秒内重复变化的次数，用符 号f表示，单位是Hz。
角频率：正弦交流电1秒内变化的电角度，用符 号ω表示，单位是rad/s。
u2=4 2 sin （314t-60°）V
在实际应用中，常采用相量图表示法来解决这一问题。
第三章
单相交流电路
正弦量都可以用这样一个长度对应有效值、与参 考方向夹角对应初相的有向线段来表示，这个量称为 相量，一般用 符号来表示。
u1=3
2 sin（314t+30°）V
相量求和
第三章
单相交流电路
应用相量图时注意以下几点：
第三章
交流电的有效值
单相交流电路
正弦交流电的有效值和最大值之间有如下 关系： 有效值 =
1 2
×最大值≈0.707×最大值
第三章
单相交流电路
五、正弦交流电的相位与相位差
1．相位
在式 e Em sin(t 0 ) 中, (t 0 )表示在 任意时刻线圈平面与中性面所成的角度，这个角 度称为相位角，也称相位或相角 ，它反映了交 流电变化进程。
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）。
什么是交流电交流电现代应用
什么是交流电交流电现代应用交流电的有效值和平均值的意义有效值是根据电流的热效应来规定的。
什么是交流电呢？下面是店铺整理的什么是交流电，欢迎阅读。
什么是交流电交流电(alternating[ˈɔltərˌneɪt] current[ˈkɚrənt, ˈkʌr-])，简称为AC。
交流电也称“交变电流”，简称“交流”。
电流方向随时间作周期性变化的为交流电。
它的最基本的形式是正弦电流。
当法拉第发现了电磁感应后，产生交流电流的方法则被法拉第同时发现，法拉第因此被誉为“交流电之父”。
早期的交流发电机成品由麦可·法拉第与波利特·皮克西等人开发出来。
其中，波利特·皮克西Hippolyte Pixii于1832年基于麦可·法拉第Michael Faraday的原理制造了世界上第一台交流电机。
1882年，英国电工詹姆斯·戈登建造了大型双相交流发电机。
第一代开尔文男爵威廉·汤姆森(William Thomson, 1st Baron Kelvin，1824年6月26日-1907年12月17日)与塞巴斯蒂安·费兰蒂Sebastian Ziani de Ferranti 开发早期交流发电机，频率介于100赫兹至300赫兹之间。
[1] 最早的高频率交流电机于1838年诞生于伦敦。
1891年，尼古拉·特斯拉Nikola Tesla改进了“高频率”(15,000赫兹)交流发电机中的一种，获得一个专利号。
1891年后，多相交流发电机被用来供应电流，此后的交流发电机的交流电流频率通常设计在16赫兹至100赫兹间，搭配弧光灯、白炽灯或电动机使用。
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叠加。
正弦电流(又称简谐电流)，是时间的简谐函数。
当闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，线圈里就产生大小和方向作周期性改变的正弦交流电。
交流电的基本概念
交流电的基本概念本节概述：一、静电、直流电、交流电二、交流电的基本知识1）交流电的概念2）交流电的分类3）交流电的经济意义4）交流电的优点三、正弦交流电的基本知识 1）正弦交流电的概念2）正弦交流电的表示方法 3）正弦交流电的三要素一、静电、直流电、交流电静电：是一种静止不动的电，就好像把水放在一根平放的管子里，水在管中静止不动一样，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。
直流电：是指方向一定而大小不变的电流，我们使用的手电筒和拖拉机、汽车上的电池都是直流电。
交流电：是指方向和大小都在不断改变的电流。
我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。
在实用中，直流电用符号"="表示，交流电用符号"~"表示。
二、交流电的基本知识•1、交流电的基本概念交流电，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。
•2、交流电的分类•交流电按其性质分分以下三种：１、正弦交流电：电流和电压的大小和方向随时间呈正弦规律变化，是最基本的交流电。
２、模拟交变信号：用大小和方向都随时间变化的交流表示声音、图像信息内容的交流电称为模拟交变信号。
例如模拟声音的交流称为音频信号，模拟图像的交流称为视频信号。
３、脉冲：顾名思义，脉冲含有脉动和短促的意思。
将这一意义推广到电工学上泛指按一定规律（不按正弦规律）出现的电流和电压。
常见的脉冲信号有以下几种：（１）方形波（矩形波）；（２）三角波（斜波、锯齿波）；（３）梯形波（４）阶梯波；（５）钟形波。
若交流电随时间按周期性规律变化，则称为周期性交流电，如下图所示：•3、交流电的使用意义在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。
大一交流电知识点总结
大一交流电知识点总结交流电（Alternating Current，AC）是指电流方向和大小以一定频率周期性地变化的电流。
在大一的学习中，我们广泛涉及到了交流电的相关知识。
本文将对大一交流电的一些重要概念和原理进行总结和讨论。
一、交流电的基本概念交流电是指电流的方向和大小以一定的频率周期性地变化。
它与直流电（Direct Current，DC）相对应，直流电是电流方向和大小始终保持不变的电流。
二、交流电的表示方法为了表示交流电的特性，我们使用正弦函数来描述电流和电压的变化过程。
正弦函数的一般形式为：i(t) = I_m sin(ωt + φ)，其中i(t)表示时刻t的电流值，I_m为最大电流值，ω为角频率，φ为相位差。
三、交流电的频率和周期交流电的频率是指单位时间内交流电周期的个数。
频率单位为赫兹（Hz），常用的交流电频率有50Hz和60Hz。
周期是指一个完整的电流变化过程所需要的时间，周期的倒数即为频率。
四、交流电的电压和电流关系交流电的电压和电流之间存在一定的相位差。
相位差表示电压和电流之间的时间关系。
当电压和电流的相位差为0时，电压和电流的峰值同时出现；当相位差为正值时，电压峰值出现在电流峰值之前；当相位差为负值时，电流峰值出现在电压峰值之前。
五、交流电的效率和功率因数交流电的效率定义为有用功与总功率之比，可以表示为功率因数的绝对值。
功率因数是交流电中有用功与视在功之比。
有用功是指在电路中真正能够被有用地转换为其他形式能量的功率，而视在功是指交流电中充满整个电路的总功率。
六、交流电路中的电阻、电感和电容在交流电路中，电阻、电感和电容是常见的元件。
电阻用来限制电流流动，电感用来储存电能，电容用来储存电荷。
它们在交流电路中具有不同的特性和作用。
七、交流电路中的串联和并联在交流电路中，电阻、电感和电容可以进行串联和并联。
串联是指将元件按照一条路径连接，电流在这些元件之间依次流动；并联是指将元件的两端连接在一起，电流在这些元件间分流。
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角频率与频率的关系是：，，。
正弦交流电在时刻t时所处的电角度叫正弦交流电的相位，用表示。
（或者说），开始计时线圈平面与磁极中性面的夹角叫做初相角，用表
示。
最大值（或有效值）角频率(或频率、周期)、初相角是决定正弦交
流电在任一时刻数值的三个物理量，叫做正弦交流电的三要素。
【布置作业】
1.已知u = 311sin(314t 30) V， = 5sin(314t 60) A，分别求、
=
同理
=， =
从旋转的部分是电枢还是磁极看，发电机分旋转电枢式发电机和旋 转磁极式发电机，图示的发电机为旋转电枢式发电机；从磁极的对数 看，发电机有单对磁极发电机，也有多对磁极发电机，如三峡电站国产 700MW水轮发电机的转速为75r/min，磁极的对数达40对（80极），图 示的发电机为单对磁极发电机。
直流电的数值叫交流电的有效值），分别E、U、I，表示。=
E，
=U、=I
角频率——交流电每秒钟变化的电角度，用表示，其单位是弧度/
秒，符号是，
频率——交流电每秒钟变化的次数，用表示，其单位是赫兹，简称
赫，符号是，
周期——交流电变化一次所需要的时间，用表示，单位是秒
（s）。
频率、角频率和周期都有是描述交流电变化快慢的物理量。
三、交流电的三要素 1.最大值（或有效值）
交流电在任一时刻的数值叫瞬时值，分别用、 、 表示，瞬时值中
数值最大的那个值叫是的最大值，电动势、电流、电压的最大值分别 用、、表示。交流电的有效值就是发热量与其相同的直流电的数值（在 相同的时间里，若一直流电与一交流电的发热量相等，则直流电与交流 电等效，直流电的数值叫交流电的有效值），分别E、U、I，表示。理 论和实验都证明:
首端指向末端。
【课堂总结】
1. 正弦交流发电机中有磁极和线圈，线圈是导体制成的，磁极特制
成其中心的磁感应强度最大（），电枢表面的磁感强度按正弦函数规律
变化（，α为发电机中线圈平面与磁极中性面的夹角）并垂直于电枢表
面，线圈和磁极作相对运动时，线圈就切割磁力线并在其中感应产生电
动势。设线圈平面以角速度为ω逆时针方向旋转，线圈就切割磁力线的
文化理论课教案
7.5.1-10-j-01
07模具(3)班：
05.20
(4)班：
科 目
《电工常识》
授 05.25
课 07数控(3)班： 日 05.26
课 时
2
期
(4)班：
05.21
07加工中心班:
05.21
课
第3章 正弦交流电路
班
第一节 交流电的基本概念
题
级
07模具(3)班、(4)班 07数控(3)班、(4)班
周中除了这个位置，A点的电位高于B点的电位，电动势为正。此后的
另一半周中，B点的电位高于A点的电位。电动势为负。
故图示发电机(一对磁极发电机)的线圈转动一周，电动势正、负变化一
次。流过负载的电流的方向也就随线圈转动一周而变化一次。
设开始计时线圈的起始位置与中性面的夹角为，则在转动时间后，
线圈与中性面之间的夹角，发电机产生的感应电动势可表示为：
二、正弦交流电的产生
正弦交流电是正弦交流发电机产生的，图3—1是正弦交流发电机原 理图。正弦交流发电机的主要部分是线圈和磁极
线圈：多用铜线绕成矩形，有许多匝，匝 数越多，产生的感应电动势越大。
磁极：至少一对，多的达40对以上。磁 极对数越多的发电机，产生的交流电的变化 速度越快。图示发电机的磁极对数为一对。
频率不同，如冶炼用的交流电频率为50~108，无线电用电频率为 105~3×108。。
角频率——交流电每秒钟变化的电角度，用ω表示，其单位是弧度/ 秒，符号是。
若发电机的转速为n(r/min)，磁极对数为p，则。 周期T——交流电变化一次所需要的时间，用T表示，单位是秒 （s）。 频率、角频率ω、周期T之间的关系是： 角频率与频率的关系是：，，。
速度为v，线圈的有效长度为L，则线圈产生的感应电动势为 2.在任一时刻的数值叫瞬时值，分别用、 、 表示
交流电的最大值就是瞬时值中的最大的数值，分别用、、表示电动
势、电压、电流的最大值。
交流电的有效值就是发热量与其相同的直流电的数值（在相同的时
间里，若一直流电与一交流电的发热量相等，则直流电与交流电等效，
的最大值，有效值，频率、角频率、周期、初相位。
2.P.36 之3、7
07加工中心班
选
教 1．使学生认识正弦交流电 用
学 的产生
教
目 2．使学生掌握正弦交流电 具
的 的三要素
挂
图
教
教 有效值的概念及其与最大值的
学 重
正弦交流电的三要素
学 关系 难 频率、角频率的概念及它们的
点
点 关系
教 学
直流电
回 顾
说
明
审阅签名：
年月日
【组织教学】
1. 起立，师生互相问好
2. 坐下，清点人数，指出和纠正存在问题
磁极特制成： ①磁极中线处的磁感应强度最强，为； 电枢表面上其他位置的磁感应强度按正弦函 数规律变化：若线圈平面与磁极中性面的夹 角为，则线圈导体所处的磁感应强度为
。 ②磁感应强度方向与导体的运动方向垂直，即。 设线圈的有效长度为，线圈平面以角速度为逆时针方向旋转，与磁 极中性面夹 角为，从指向的电动电动势为正，从指向的电动电动势为负，则线圈产 生的感应电动势的大小为： 式中，，表示交流电动势的最大值。 可见，这个电动势是按正弦函数规律变化的，我们把它称为正弦 交流电动势。 线圈处于磁极中性面位置（如图示位置）并逆时针转时，=0，转至 与磁极中线平行时，最大；边转至边的位置时，线圈转动半周，这个半
恒稳直流电：大小和方向不随时间变化的电流、电压、电动势的总
称，常简称为直流电。
脉动直流电：大小随时间有些变化而方向不变的电流、电压、电动
势的总称。
交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压、电动势
的总称。
正弦交流电：按正弦函数规律变化的交流电。
交流电的瞬时值 交流电在变化过程中的任一瞬间，都有一个确定的
大小和方向。交流电任一瞬间的大小和方向叫交流电的瞬时值，交流电
的瞬时电动势、电压、电流分别用、 、 表示。
通过交流电的电路叫交流电路，通过正弦交流电的电路正弦交流电 路。电路中的电源如果只有单个交流电动势，这样的电路叫单相交流电 路；电路中的电源如果有三个交流电动势，这样的电路叫三相交流电 路。
正弦交流电在日常生活和工作等中得到广泛地应用。因正弦交流电 生产、输送、使用方便，其电器设备价格较低，综合使用成本也较低。
设，，，则：V。列表计算并作波形图如下：
（s） 1/360 7/900 23/1800 4/225
60° 150° 240° 330°
90° 180° 270° 360°
（V）
0
－
0
从旋转的部分是电枢还是磁极看，发电机分旋转电枢式发电机和旋 转磁极式发电机；从磁极的对数看，发电机有单对磁极发电机，也有多 对磁极发电机。如三峡电站国产700MW水轮发电机的转速为75r/min， 磁极的对数可达40对（80极）。
3.初相角 正弦交流电在时刻t时所处的电角度叫正弦交流电的相位（也就是发 电机开始运转时线圈平面与磁极中性面的夹角），用表示。计时起点
t=0时相位叫做初相角，用表示。
例3.1 一正弦交流电为=sin（100πt -30°）A，求的最大值有效值、
角频率、频率和周期T、初相角和t=0时的瞬时值
意即t=0时正弦交流电的瞬时值是14.14A，交流电的方向从绕组的
【导入新课】
1．教学回顾与提问：直导体中感应电动势大小计算和方向判
定
2．切入新课：由法拉第电磁感应定律可知，导体切割磁力线时，
导体中就有感应电动势产生，如果导体是闭合的，则导体中有感应电
流。据此，科学家设计出正弦交流发电机，生产出正弦交流电。
【讲授新课】
第三章 正弦交流电路
第一节 交流电的基本概念
一、交流电概述
正弦交流电的最大值与有效值之间的关系是： = E， =U、=I
2.频率(或角频率和周期) 频率、角频率ω和周期T都是描述交流电变化快慢的物理量。 频率——交流电每秒钟变化的次数，用表示，其单位是赫兹，简称 赫，符号是 ，实际使用中还有，。一对磁极的发电机的（）（），p对
磁极的发电机的=pn/60（） 我国电力工业的标准频率是50，（工频）。不同技术领域中使用的