交流电的基础知识.

第一：交流电可以用变压器变压，便于远距离输电。
简单、安全、 第二：交流电机比同功率直流电机构造简单，造价低。 优 适合半导体 点 器件供电。 第三：可以用整流装置，将流交电变成所需的直流电。
第四：无线电通讯中交流信号可放大、传送、变换。
交流电路概述
发明者？
i
交流电
e
尼古拉· 特斯拉
交流电 特斯拉线圈 粒子束武器
1. 正弦交流电的周期、频率和角频率
周期T：正弦量完整变化一周所需要的时间。单位秒
百度文库
i
O

2 w t
t
T
频率f：每秒内周期性变化的次数。单位赫兹（Hz）
1S
也就是说发 电机每秒钟 转50转
共50次
小常识
* 电网频率： 中国 50 Hz
美国 、日本 60 Hz * 有线通讯频率：300 - 5000 Hz
3、正弦量的相位、初相位和相位差
i= 2I sin w t
为正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的变化进程。 （wt ）
：
t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
wt
说明：
图中
0
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。
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
因此把最大值、角频率、和初相位称为正 弦交流电的三要素。
例
已知：
i = 22 2 sin100 t 30
试求出电流的最大值、有效值、角频率、频率、 周期、初相位？ 22 2 = 22A 解：幅度： I m = 22 2A I = 2 rad/s 频率： w = 1 0 0 w 100 f = = = 5 0 Hz 2 2
1 f = T
2 w= = 2 f T
2. 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值
瞬时值
220v 瞬时值是交流电某一时刻所对应 的值。随时间不同而变化，是个变量。 150v 2 w t T/2 Ｔ t O t=t1 用 小写字母 i、u、e 表示。 最大值是交流电的 幅值。用大 –Um 有效值 写字母加下标m表示。如 Im、Um、Em。 u= um sin(w t φ 0 ) 相同条件下，直流电与交流 电对电阻加热产生的热量相等时，将 I m 这个直流电的数值，称为交流电的有 = = 0.707Im I 效值。 2 用大写字母表示。如 I 、 U 、
0
特斯拉涡轮 旋转磁场 机
t
无线技术
地面固定波 双线线圈
异步电动机 死光
特斯拉定理 哥伦布蛋
交流电路概述
在生产和生活中使用的电能，几乎都是交流电能，即使是电 解、电镀、电讯等行业需要直流供电，大多数也是将交流电能 通过整流装置变成直流电能。在日常生产和生活中所用的交流 电，一般都是指正弦交流电。 因为交流电能够方便地用变压器改变电压，用高压输电，可 将电能输送很远，而且损耗小；交流电机比直流电机构造简单 ，造价便宜，运行可靠。所以，现在发电厂所发的都是交流电 ，工农业生产和日常生活中广泛应用的也是交流电。
课程：电工电子
任务1：假如你毕业后是一名企业的电工， 而且你是师傅，单位安排你带一名徒弟， 需要你教他单相交流电的知识。你将如何 进行？
任务2：假如你毕业后是一名企业的电工， 该企业承担了我校新校区教室电路的联接， 正好这个工作由你负责，你将如何进行接线？
教学目标：
1、理解直流电和交流电的区别 2、掌握单相交流电的基本概念和三要素 3、培养学生独立思考和创新的能力
Um
u
U T f =波形个数 1S
t
1 = T f
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上? ~ 220V
有效值 U = 220V 电源电压 最大值 Um =
电器
最高耐压 =300V
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。
2、交流供电的优点是（1）可以用变压器变压，便于远距离输电。 ____________________________
可以整流，变成直流电 （2）_______________________ 交流电机构造简单，造价低 _（3）____________________.
220V ，最大值为____ 311V 3、我国生活照明用电的电压是_____
Um
u
最大值
311v
在效值
E U = 220 2 = 311 V m
交流仪表测得的数字、电气设备铭牌上的额定值都指有效值。
U m = = 0.707Um U 2
思考与练习
1、
耐压为220V的电容 器，能否用在180V 的正弦交流电源上 ？
U=180V，则Um＝
2 ×180V ≈255V
255V>220V 不能用在180V正弦电源上！
* 无线通讯频率： 30 kHz - 3×104 MHz
周期与频率的关系：
1 = T
f
T
0.02s
1S 共50次(f )
角频率ω： 单位时间内变化的弧度数。(相当于角速度） N 2π × 每秒50周 ＝314弧度/秒 wt ω f
角频率与周期及频率的关系：
X
S
2 w = 2 f = T ［例 1］我国和大多数国家的电力标准频率是
教学难点：正弦交流电的三要素 教学难点：正弦交流电的最大值、有效值、角频
率、频率、周期、相位、初相位
课题1 认识正弦交流电
直流电 E
每时每刻大 小和方向恒 定不变，与 时间无关。
交流电
e
＋2A 1A
i
大小和方向 随时间作周 期性变化， 与时间密切 相关。
I, U 0
t2
0 t1
t3
t4
t
t
－1.8A
一、交流电的产生
i, u +
0 i
_
正弦交流电
t
0
t 非正弦交流电
原理：根据电磁感应定律，导体切割磁力线产生感应电流。
e = E m sin w t (起始角0°)
符号的规定： 直流电：I U E （用大写字母表示）
e = Em sin(wt )
交流电：i u e （用小写字母表示）
二、正弦交流电的相关量
领先于 i 2 i 1 t
1
2
反 相 位
i1
= =
i2
2
i1 和 i2反相
t
1
2
三相交流电路：三种电压初相位各差120。
u A uB
uC
wt
（重点）正弦交流电的
最大值 反映了正弦交流电的变化范围。 角频率 反映了正弦交流电的变化快慢。 初相位 反映了正弦交流电的起始状态。
1 1 = = = 0.0 2s f 50 初相位： = 30
小结：同学们，今天我们讲了正弦交
流电的概念和表征它的物理量，有频率、 角频率、周期、最大值、有效值、相位、 初相位等，以及这些物理量之间的换算。 还有正弦交流电的三要素。 作业: 书P32页思考题第二、四题
大家辛苦了
谢谢大家
50HZ ，周期T=______ 0.02s ，角频率ω=_______。 314rad/s 频率f=______ 有效 4、人们常说的交流电压220V、380V，指的是交流电压的 _____值
5、画出正弦交流电的波形图，并在图上标出下 列各交流电的相关量：T、f、U、Um 、u
最大值
瞬时值
在效值
i1
2
i2
wt
1
i1 = I m1 sin w t 1 i2 = I m 2 sin w t
1 2
= w t w t =
1
2

2
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
= 1 2 0
A
50 Hz，
试求 其周期和角频率。 ［解］
1 T = = 0.02 s f w = 2 f =2 3.14 50 = 314 rad/s
i
wt
T
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 。
单位：弧度/秒
3. 角频率 ω ： 每秒变化的弧度