涡流检测物理基础-正弦交流电讲解

习题
5．对金属圆棒材，涡流Hale Waihona Puke Baidu伤较难探出的是： Ａ．表面裂纹 B．近表面夹杂 C．棒材中心小缩孔
D．以上都是 6．再通有交变电流的线圈中放入导电试件时，则在
试件中就会有涡流： Ａ．感应出 Ｂ．反射出 Ｃ．扩散出 Ｄ．激发出 7．钢、铜、铝三种金属的导电率应符合如下关系：
Ａ．δ钢>δ铜>δ铝 Ｂ．δ铝>δ铜>δ钢 Ｃ．δ铜>δ铝>δ钢 Ｄ．δ钢>δ铝>δ铜
4. 正弦量的表示法
正弦交流量的表示方法主要有函数表示法、波形 表示法、复数表示法和旋转矢量表示法这几种。 三角函数法和波形法直观，不方便分析计算，主 要介绍复数符号法和旋转矢量法。
4. 正弦量的表示法
1.复数符号法
可以通过数学方法，把一个实数范围的正弦时间函数与 一个复数范围的复指数函数一一对应起来，并且其复常数 部分把正弦量的有效值和初相结合成一个复数表示出来了。 我们把这个复数就称为正弦量的相量，它的模是正弦量的 有效值，它的复角赴正弦量的初相，记为
1.3.4阻抗及其矢量图
1.阻抗 假设有一不含独立电源的一端口电路，如图1-24所示， 在正弦电流源i(t)=√2Icos（ωt+Ψi）的激励下，端口电 压u将是同频的正弦量，并设其为 u(t)=√2Ucos(ωt+ΨuU)• 。 U这样u ，端口电压相量I• I，i 端 口电流相量 ，它们的比值用Z表示，
2. 正弦交流电
如果相位差是Ψ=Ψ1—Ψ2=0，相位差为0,则称它们同 位相，简称同相；如果Ψ=Ψ1—Ψ2=π/2，，则相位 正交，如果Ψ=Ψ1—Ψ2=π，则称反向。相位差是指同 频率正弦量之间的相位差。
5.角频率
2. 正弦交流电
相位在单位时间中变化的弧度数，我们称之为角频率，表 示相位随时间变化的速度，用ω表示，单位是rad/s（弧 度/秒），与频率成正比关系：
I m、、称为正弦量的三要素
正弦交流电压和电势可表示为：
2. 正弦交流电
1.周期 交流电流、电压的瞬时值是不断变化的，但是每隔一定时间
会重复出现一次，每重复一次所需的时间间隔叫做周期， 用T表示，单位是秒（s）。
2.频率
交流电流、电压的瞬时值在单位时间里重复出现的次数称为 频率，用f表示，单位是Hz(赫兹)，它与周期T成倒数关系：
•
I 表示正弦电流的相量，上面的小圆点是用来与普通复数
相区别的记号，但计算方法与复数的计算方法一样
4. 正弦量的表示法
2.旋转相量法
e是j一t 个随时间推移而旋转的因子，它在复平面上是以原点为
中心、以角速度ω不断旋转的复数，其模值为1，因此称它为旋 转因子。
这样正弦电流i=cos（ωt+Ψ）可以用以原点为中心、√2I为 模值、角速度ω逆时针不断旋转并与x轴初始夹角为Ψ的旋转相 量来表示。
1.阻抗矢量图 在正弦电流电路分析中，往往需要作电路中电阻、电抗、阻 抗关系的相量图，这种图就称为阻抗相量图或是阻抗矢量 图。图1中一端口电路的阻抗矢量图如图所示。
相位差为：
习题
1.涡流检测的最基本根源是基于物体的： A.导磁体 B．传光性 C．导电性 D．传声性 2.从原理上讲，下列材料中可采用涡流检测的是： Ａ．玻璃 B．陶瓷 C．水晶 D．石墨 3.从原理上讲，下列材料中不能采用涡流检测的是： Ａ．玻璃钢 B．不锈钢 C．工具钢 D．轴承钢 4．涡流检测技术主要适应于导电材料的： Ａ．中心探伤 B．内部探伤 C．表面及近表面探伤 D．整体探伤
q---时间t内通过导体横截面S的电荷量。
2. 正弦交流电
交流电路
电势、电压、电流的大小和方向随时间而交变的电路称为交 流电路，当按正弦规律变化时称为正弦交流电路。其中大小、 方向随时间按正弦规律交变的电流称为正弦交流电流，简称交 流电流，波形如图1-19所示。
2. 正弦交流电
交流电流瞬时值i一般可表示为：
Z是该端口电路的阻抗，其中│Z│=U/I 是阻抗的模，Ψz=Ψu-Ψi是阻抗角，Z 是一个复数，所以又称为复数阻抗。
1.3.4阻抗及其矢量图
阻抗Z用代数形式表示时可写为Z=R+jX， Z的实部R称为电阻，Z的虚部X称为电抗。 若通过直流电只有实部； 若通过交流电则是复数。
1.3.4阻抗及其矢量图
3. 交流电的有效值与平均值
1.有效值 在相同的电阻上分别通以直流电流与交流电流，经过一个
交流周期的时间，如果它们在电阻上所损失的电能相等的话 ，则把该直流电流的大小作为交流电流的有效值。正弦交流 电流的有效值为：
一般所说的正弦电压、电流的大小都是指有效值
2. 交流电的有效值与平均值
2.平均值 正弦交流电流的平均值是指一个周期内电流绝对值的平均 值。由于正弦交流电流波形正负半周所包含的面积是相等 的，因此这里的平均值实际上也等于正半周期的平均值。 它与幅值的关系为：
第一章 涡流检测的物理基础
1.3.3 正弦交流电
1.直流电
电流是由电荷(带电粒子)有规则的定向移动而形成的， 它在数值上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量
，称为电流强度(简称电流)，记作I，单位是A(安培)。假 设在时间dt内通过导体横截面S的电荷量为dq，则电流I
为：
如果电流不随时间变化，即dq/dt=常数，这种电流称 为恒定电流，简称直流，此时
我们称同频率的正弦交流电的初相之差为它们的相位差或 相角差。
2. 正弦交流电
例如，假设任意两个同频率的正弦量，一个是正弦电压，另 一个是正弦电流，它们分别是：
相位差是Ψ=Ψ1—Ψ2，相位差是区分两个同频率正 弦量的重要标志之一。
2. 正弦交流电
如果相位差是Ψ=Ψ1—Ψ2>0，电压u的相位越前（或超前 ）于电流i的相位一个角度Ψ，有时简称电压u越前电流i， 或者电流落后于（或滞后）电压一个角度；如果相位差是 =Ψ1—Ψ2<0，相反。
2. 正弦交流电
3.幅值
正弦交流电流、电压在整个变化过程中所能达到的最大 值，我们称之为幅值。
2. 正弦交流电
4.相位与相位差 正弦量随时间变化的核心部分是(ωt+Ψ)，它反映了正弦量
的变化过程，称为正弦量的相位或相角，任意一交流电流 瞬时值都存在一个相位。其中，当t=0时的相位称为初相 位，简称为初相。通常初相在│Ψ│≤π的主值范围内取值 ，初相Ψ的大小与计时起点的选择有关。