交流电的基础ppt

若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则
e Em sin(t 0 )
正弦交流电压、电流等表达式与此相似。
三、正弦交流电的周期、频率和角频率
周期： 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 交流电在1秒内重复变化的次数，用符 号f表示，单位是Hz
频率：
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
最大值、角频率和初相位称为正弦交流 电的三要素。
2.波形图
画波形图的步骤详见P128页。
两个同频率的正弦交流电的相位关系：
e1超前e2
e1与e2同相
e1与e2反相
e1与e2正交
3.旋转矢量及相量图
为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦 交流电的这一矢量称为相量。
正弦交流电的相量用Em 、 Um、 I m 表示。但实 际应用更多的是有效值相量，即将有向线段OA 的长度定为正 弦量的有效值，相应符号则改 为 E、 U、 I。
§ 6-1 交流电的基础
一、什么是交流电
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
家庭使用的电视机
正弦交流电
显像管的偏转
电流
计算机中的
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 非正弦交流电 ：一系列正弦交流 电叠加合成的结果
2.相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差， 用符号φ表示，即
(t 1 ) (t 2 ) 1 2
两个同频率交流电的相位差就等于它们 的初相之差。
六、正弦交流电的表示方法
1.解析式
e Em sin(t 0 )
正弦交流电的最大值反映了正弦量的变 化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢， 初相位反映了正弦量的起始状态。
1 有效值 = ×最大值≈0.707×最大值 2
五、正弦交流电的相位与相位差 1. 相位
(t 0 )表示在任意时 在式 e Em sin(t 0 ) 中， 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。
其中， 0为正弦量 t = 0时的相位，称为初相位， 也称初相角或初相。
一个正弦量的相量图、波形图、解析式是 正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应 的关系，但在数学上并不相等，如果写成
e Em sin(t 0 ) E
则是错误的。

作业
(1)一个正弦交流电的频率是50Hz，有效值是5A，初
相是－ ，写出它的瞬时值表达式，并画出它的波 2
形图。

源自文库


表示正弦交流电的相量与力学中的矢量 不同，它只是相位随时间变化的量，虽然加、 减运算也遵循平行四边形法则，但与方向无 关。 应用相量图时注意以下几点： 1.同一相量图中，各正弦交流电的频率 应相同。 2.同一相量图中，相同单位的相量应按 相同比例画出。
3.一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。有 时为了方便起见，也可在几个相量中任选其一 作为参考相量，并省略直角坐标轴。 4.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。
(2)已知交流电流 I ＝10sin（314 t ＋ ）A，求交流电 4
流的有效值、初相和频率，并画出它的波形图。
(3) 下图是一个按正弦规律变化的交流电流的波形图， 根据波形图求出它的周期、频率、角频率、初相、 有效值，并写出它的解析式。
(4)求交流电压 u1＝Umsinωt 和u2＝Umsin(ωt ＋90o)之间 的相位差，并画出它们的波形图和相量图。 (5)已知交流电压 u1＝220 2 sin（100πt ＋π/6）V，u2 ＝380 sin(100π t ＋π/2)V，求各交流电压的最大值、 2 有效值、角频率、频率、周期、初相和它们之间的 相位差，指出它们之间的“超前”或“滞后”关系， 并画出它们的相量图。
二、正弦交流电的产生原理
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
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 2Blv为感应电动势的最大值，设为Em，则 e = Em sinωt 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。
四、正弦交流电的最大值、有效值
最大值 ：正弦交流电在一个周期所能达到的最大 瞬时值，又称峰值、幅值。 最大值用大写字母加下标m表示，如Em、Um、 Im。 有效值 ：加在同样阻值的电阻上，在相同的时间 内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的 大小。 有效值用大写字母表示，如E、U、I。
1 2
正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为：
(6)已知两个同频率的正弦交流电，它们的频率是50Hz，电 压的有效值分别为12V和6V，而且前者超前后者π/2的相位角， 以前者为参考相量，试写出它们的电压瞬时值表达式，并在同 一坐标中画出它们的波形图，作出相量图。 (7)下图所示的相量图中，已知U＝220V，I1＝10 A，I2＝ 5 2 A，写出它们的解析式。