交流电的基础知识PPT课件

频率： 1000 rad/s
f 1000 159 Hz 2 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
ui u i
t1 0 t2 π
Ф1 Ф2
2π 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 sin(t e )
最大值
相位
i Im

特征量:
i Im sin t
t
I m ： 电流最大值
பைடு நூலகம் 角频率（弧度/秒）
： 初相角
3.正弦波特征量之一 ----最大值 、有效值
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 i2
t
1
2 i1 Im1 sin t 1 i2 Im2 sin t 2
t 2 t 1 21
变化一周所需要 的时间称之为周期
e
π
2π
0
t
T
2. 频率（F）：
1). 定义: 正弦交流电在1 秒
钟内完成周期变化的 次数叫频率。
e
π
0
2π
t
2). 周期与频率的关系
F1 T
T 1 F
式中: T－周期（S秒） F－频率（Hz赫芝）
单位: 1千赫芝 = 1000赫芝
T
我国交流电 频率每秒变
化50次
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 )
e(t )
简谐波
t
尖脉冲
t
矩形波
t
锯齿波
t
调幅波
t
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.
Δφ=φ1—φ2 =π
i
u
0 10
20
t
相位差
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
uA uB uC
t
例：三要素计算
已知： i sin1000 t 30
幅度： Im 1A
I 1 0.707 A 2
即: Im I 2
3.
U
Um 2
0.707Um
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 --- 大写+下标
Um
问题
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
有效值 U = 220V
概 时间内通过同一
念 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。
表示符号: 必须用大写： E、U、I表示.
K 交流
直流
灯泡100W
有效值: 交流电与直流电 在灯泡上消耗的电能等值
有效值与最大值的关系:
1.
E

Em 2

0.707Em
即: Em E 2
2.
I
Im 2
0.707Im
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：
电动势 电压 电流
e Em sin(t e )
u Um sin(t u ) i Im sin(t i )
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） ∵ f = 50HZ ∴ 2 2f 2 3.14 50 314弧度/ 秒
T
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 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
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
i Im sin t
I 为正弦电流的最大值 m
最大值
电量名称必须大
写,下标加 m。 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
有 效 值
•若一个交流电 流i和一个直流 电流Ⅰ在相同的
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 311 sin(0 300 )
e 那么 300就是
的初相位。
i
t
两种正弦信号的相位关系
同
相 位
2
1
相
i2
位
领
先 1 2
i2
1 2
i1
t
i1 1 2 0
t
i i 领先于
1
2
相
i1
位
落 后
2 1
i2
1 2 0
t i i1 落后于 2
i
u
0 10
20 t
同相
Δφ=φ1—φ2 =0
i
0 10 20
t
反相 u
电源电压
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..